[发明专利]淤泥质海岸近海风电塔基局部冲刷预报方法

权利要求书

1.一种淤泥质海岸近海风电塔基局部冲刷预报方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)建立数学模型

分别建立工程海域的二维潮流数学模型及二维波浪数学模型，并以二维潮流数学模 型及二维波浪数学模型来分析工程海域的水动力条件，为确定风电塔基局部冲刷的最大 深度提供海洋动力参数；

(2)确定基本公式

Jones和Sheppard公式：

Dsdp=c1(Vm(1)-Vd(1)Vcr(1))+c2---(1)]]>

c1=(c3-c2)(Vm(1)Vcr(1)-1)-1---(2)]]>

c2=2.4tanh[2.18(ddp)2/3]---(3)]]>

c3=tanh[2.18(Ddp)2/3][-0.279+0.049exp(lgdpd50)+0.78(lgdpd50)-1]-1---(4)]]>

韩海骞公式：

D_s＝8.48k₁k₂B^0.326V_d(1)^0.628D^0.193d₅₀^0.167                (5)

波浪水质点的平均流速公式：

Vi(2)=0.2HDC---(6)]]>

C=gT2πthkD---(7)]]>

k=2πL---(8)]]>

波流混合流速公式：

V_i(3)＝V_i(1)+V_i(2)                                        (9)

考虑波浪作用后的Jones和Sheppard公式：

Dsdp=c1[Vm(3)-Vd(3)Vcr3]+c2---(10)]]>

c1=(c3-c2)(Vm(3)Vcr(3)-1)-1---(11)]]>

c2=2.4tanh[2.18(Ddp)2/3]---(3)]]>

c3=tanh[2.18(Ddp)2/3][-0.279+0.049exp(lgdpd50)+0.78(lgdpd50)-1]-1---(4)]]>

考虑波浪作用后的韩海骞公式：

D_s＝8.48k₁k₂B^0.326V_d(3)^0.628D_0.193d₅₀^0.167        (12)

以上各符号所代表的含义为：

D_s为桩基极限冲刷深度；d_p为桩径；D为最大水深；V_i(1)为纯潮流下的流速； V_i(2)为波浪水质点的平均流速；V_i(3)为波流混合流速；V_d(j)为底部最大平均流速；V_cr(j) 为泥沙临界起动流速；V_m(j)为垂线平均流速；d₅₀为泥沙颗粒中值粒径；k₁为基础桩平 面布置系数，条形取1.0，梅花形取0.862；k₂为基础桩垂直布置系数，直桩取1.0，斜 桩取1.176；B为最大水深条件下平均阻水宽度；H为波高；C为波速；k为波数；L 为波长；T为波周期；th是双曲正切函数；

(3)公式修正

根据《海港水文规范》(JTJ213-98)中波浪水质点的平均流速公式，来求得波浪作 用下水质点的平均流速，然后将其与纯潮流下的流速进行叠加，得到波流混合流速，并 用此波流混合流速来代替步骤(2)中纯潮流下的流速V_i(1)，得到合适的计算模式即考虑 波浪作用后的Jones和Sheppard公式、考虑波浪作用后的韩海骞公式；

(4)分析计算

选取步骤(3)所述的合适的计算模式，预报淤泥质海岸近海风电场风电塔基局部冲 刷的最大深度。