海上风力发电机具有噪声低、不占用陆地资源等优点，近年来，该技术在世界范围内快速发展。尽管海上风电与陆上风电相比具有许多优势，但是复杂恶劣的海洋环境，使得海上风力发电机基础结构的安装更具挑战性。海上风力发电机的基础结构直接影响海上风力发电的发展。目前，国内外学者对海上风电基础结构开展了大量的研究工作，根据水深和环境条件，提出了多种类型的基础结构型式，例如：重力式、单桩式、桶式、护套式、浮式基础结构等(Chen et al.,2015; Wang et al.,2018)。陈达教授团队长期从事海上风电基础结构研究，分析其在海洋环境下的静力特征与动力响应，提出结构综合性能的优化措施(Chen et al., 2017)。

海上风电基础结构在静、动载荷的力学行为对其在实际海洋环境下的性能有着至关重要的影响。近期，河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室陈达教授团队在海洋工程领域一区Top期刊《Marine Structure》上发表研究论文，开发出一种新型混合动力基础结构型式(由传统的单桩基础和增加的铲斗结构组成)，并系统研究了其在静态和动态载荷下的力学行为。研究表明：在基础上增加铲斗结构可以有效地抑制整体结构的旋转和侧向位移；在实际多种荷载的共同作用下，该新型混合动力基础的优越性更加突显。该研究成果可为海上风电基础结构性能优化提供新思路，推动我国风电基础结构的发展。

(Chen D., Gao P., Huang S. S., Li C. S. and Yu X. G. Static and dynamic loading behavior of a hybrid foundation for offshore wind turbines[J]. Marine Structures, 2020, 71: 102727.)

新型混合基础结构示意图

新型混合基础数值模拟

参考文献

[1]Chen D., Huang K., Bretel V. and Hou L. J. Comparison of structural properties between monopile and tripod offshore wind-turbine support structures[J]. Advances in Mechanical Engineering, 2015, 5: 175684.

[2]Wang X. F., Zeng X. W., Li J. L. and Yang X. Lateral bearing capacity of hybrid monopile-friction wheel foundation for offshore wind turbines by centrifuge modelling[J]. Ocean Engineering, 2018, 148: 182–192.

[3]Chen D., Gao P., Huang S. S., Fan K., Zhuang N. and Liao Y. D. Dynamic response and mooring optimization of spar-type substructure under combined action of wind, wave, and current[J]. Journal of Renewable and Sustainable Energy, 2017, 9(6): 063307.