本技术公开了一种基于耦合模型的桩基冲刷模拟方法、装置及电子设备,该方法包括:构建覆盖海上风电场区域的水动力模型,并获取计算流体力学模型;根据所述计算流体力学模型以及所述水动力模型,构建单个桩基区域的耦合模型;获取所述计算流体力学模型的入口边界条件以及出口边界条件;根据所述耦合模型、所述入口边界条件以及所述出口边界条件,模拟桩基群冲刷,得到目标模拟结果。本发明能够提高桩基冲刷模拟的有效性和准确性,可以广泛应用于海洋工程技术领域。
背景技术
目前,海上风电场大多修建在近岸地区,其水动力条件复杂,对桩基容易形成冲刷,且海上风电机组的运行与维护在海上风电场的发展中起着重要的作用,又由于目前的海上风电场的维护成本非常高,约为寿命成本的30%~35%。在海上风电场的高昂维护成本中,基桩的冲刷维护占据了相当一部分,其中,土壤冲刷是地基失效的主要原因,冲刷保护有三种主要失效模式:解体、边缘冲刷、下沉。由此可见,冲刷失效已成为海上风力发电的一个重要问题。
针对海上风电基桩易出现冲刷破坏的现象,出现大量研究集中在水槽实验和基于计算流体力学模型(CFD)的数值模拟上。水槽实验虽然能够提供直接的物理观测,但其成本高昂且耗时,且由于缩尺效应和模型比例等因素,实验结果与实际情况可能存在误差。另一方面,CFD数值模拟的成本较低,但计算时间较长,通常只能应用于小规模区域的计算,难以全面考虑整个海上风电场区域内的流体情况。此外,海流的存在对局部流体动力学影响显著,准确模拟海流的影响通常需要大规模(约10公里)和长时间(约3小时)的计算。尽管风电桩基的尺寸约为10米,但它们直接受到深海大规模潮流的影响。因此,仅依靠CFD模型或水槽实验难以准确模拟实际海流对风电桩基冲刷情况的影响。
实现思路