【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及抗流体涡激振动装置，具体涉及一种用于深水海上风机单桩基础的抗流体涡激振动装置。
技术介绍
1、随着海上风能资源的开发，近海浅水区风能资源利用将趋于饱和，海上风机建设“由浅及深”已成必然趋势。另一方面，单桩基础广泛应用于海上风机项目中，然而深水风机运行环境更加恶劣，单桩基础面临更强烈的风、浪和洋流作用，会产生竖向及水平涡激力，导致单桩结构出现侧向摆动现象，对风机内部机电及结构整体稳定性带来严重危害，若这种摆动频率与风机整体结构自振频率一致，则会产生共振，对风机结构整体安全性产生重大影响。
2、cn112145367b公开了一种涡激振动抑制装置，该涡激振动抑制装置安装在风机基础上，包括套设在风机基础外部的外转筒，以及设置在外转筒和风机基础之间的转动支承件，外转筒的外表面设置多个涡流发生器。该方案仅考虑了水平方向波浪流引起的卡门涡街振动，且涡激振动抑制装置依附于单桩结构，由单桩结构提供支撑，会对单桩结构承载性能造成一定附加荷载。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是针对深水海上风机受竖向及水平涡激力作用导致的风机结构共振的问题，提供一种抗流体涡激振动装置，该抗流体涡激振动装置不影响单桩基础承载性能。
2、技术方案：本专利技术所述的用于深水海上风机单桩基础的抗流体涡激振动装置，套设在单桩基础上，包括内环和外环，内环和外环通过若干与竖直方向呈锐角倾斜设置、环形分布的导流片相连；内环与单桩基础之间具有间隙，外环外侧面为圆弧形，外环内径为内环直
3、进一步地，外环外侧面上分布螺旋形凹槽，能够进一步地扰乱水平流经装置的水流流向，对于避免水平方向流体引起的单桩涡激振动起到强化作用。
4、进一步地，所述的抗流体涡激振动装置设置高度在平均海平面以下1.0～1.5倍单桩基础直径的位置，外环上表面处于最大波高高度与最小波高之差的一半所在标高位置。
5、进一步地，导流片厚度由中心向边缘线性减小。
6、进一步地，导流片表面是平面，其法线与水平面夹角为70°～90°。
7、进一步地，导流片表面设置有若干突出体。
8、进一步地，突出体在导流片两侧交错设置。
9、在导流片表面设置突出体，对于避免竖直方向流体引起的单桩涡激振动起到强化作用。
10、进一步地，单桩基础周边设置的地锚为一圈或者多圈。
11、进一步地，外环采用钢筋混凝土结构。
12、进一步地，外环采用钢结构。
13、有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有如下显著优点：
14、(1)本专利技术能够同时解决水平及竖向波浪流引起的卡门涡街振动问题，具体来说，水平方向主要基于外环的弧形外侧面及尺寸，改变了水平方向流体涡流状态，从而避免水平方向流体引起的单桩涡激振动；竖直方向，利用导流片影响上下两侧流动区域及尾流，从而避免竖直方向流体引起的单桩涡激振动。
15、(2)风浪流作用力直接由锚索传至地基，不作用于桩本身，不影响单桩基础的承载性能，增强了整体结构安全性。
16、(3)结构简单，造价低，易于装卸。
17、本专利技术解决了单桩结构受流体作用出现侧向摆动以致产生涡激振动的问题，同时形成风机基础减振耗能系统，在不影响原有基础承载性能条件下，减小柱体水平方向的微辐摆动，增强整体结构安全性，具有极大的现实意义与工程价值。
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1.一种用于深水海上风机单桩基础的抗流体涡激振动装置，其特征在于，套设在单桩基础(3)上，包括内环和外环(22)，内环和外环(22)通过若干与竖直方向呈锐角倾斜设置、环形分布的导流片(21)相连；内环与单桩基础(3)之间具有间隙，外环(22)外侧面为圆弧形，外环(22)内径为内环直径的1.5～2.0倍；外环(22)上表面通过环向布置的锚索(24)与风机塔筒连接件(1)铰接并张紧，下表面通过环向布置的锚索(24)与单桩基础(3)周边设置的地锚(23)铰接并张紧。
2.根据权利要求1所述的抗流体涡激振动装置，其特征在于，外环(22)外侧面上分布螺旋形凹槽。
3.根据权利要求1所述的抗流体涡激振动装置，其特征在于，设置高度在平均海平面以下1.0～1.5倍单桩基础(3)直径的位置，外环(22)上表面处于最大波高高度与最小波高之差的一半所在标高位置。
4.根据权利要求1所述的抗流体涡激振动装置，其特征在于，导流片(21)厚度由中心向边缘线性减小。
5.根据权利要求1所述的抗流体涡激振动装置，其特征在于，导流片(21)表面是平面，其法线与水平面
6.根据权利要求1至5中任一项所述的抗流体涡激振动装置，其特征在于，导流片(21)表面设置有若干突出体(211)。
7.根据权利要求6所述的抗流体涡激振动装置，其特征在于，突出体(211)在导流片(21)两侧交错设置。
8.根据权利要求1所述的抗流体涡激振动装置，其特征在于，单桩基础(3)周边设置的地锚(23)为一圈或者多圈。
9.根据权利要求1所述的抗流体涡激振动装置，其特征在于，外环(22)采用钢筋混凝土结构。
10.根据权利要求1所述的抗流体涡激振动装置，其特征在于，外环(22)采用钢结构。
...【技术特征摘要】
1.一种用于深水海上风机单桩基础的抗流体涡激振动装置，其特征在于，套设在单桩基础(3)上，包括内环和外环(22)，内环和外环(22)通过若干与竖直方向呈锐角倾斜设置、环形分布的导流片(21)相连；内环与单桩基础(3)之间具有间隙，外环(22)外侧面为圆弧形，外环(22)内径为内环直径的1.5～2.0倍；外环(22)上表面通过环向布置的锚索(24)与风机塔筒连接件(1)铰接并张紧，下表面通过环向布置的锚索(24)与单桩基础(3)周边设置的地锚(23)铰接并张紧。
2.根据权利要求1所述的抗流体涡激振动装置，其特征在于，外环(22)外侧面上分布螺旋形凹槽。
3.根据权利要求1所述的抗流体涡激振动装置，其特征在于，设置高度在平均海平面以下1.0～1.5倍单桩基础(3)直径的位置，外环(22)上表面处于最大波高高度与最小波高之差的一半所在标高位置。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李小娟，李炫，竺明星，谢尚乐，王朋朋，王宇轩，席爽，王腾飞，陈杰，凌晨，刘静，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：
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