海上风力发电塔架直、间接作用的研究状态及展望

随着风电能源的开发利用,海上风力发电塔架近些年来得到了广泛的应用和推广。其对经济发展和环境保护的重要作用,确保海上风力发电塔架结构在复杂荷载条件下安全可靠的运行,具有十分重要的意义。通过对海上风力发电塔架常见的结构形式和基础形式的总结,从风荷载、波浪荷载、地震作用以及多种荷载同时作用四个方面介绍了海上风力发电塔架的研究现状和存在的问题。最后对海上风力发电塔架下一步的研究热点进行了展望。

海上半潜式风力发电塔基础的水动力学特性分析

提出一种强度与流场分析相结合的方法,利用Solidworks软件对半潜式基础进行建模及应力分析,并进行模态分析,比较不同频率之间振型,得出振动特性,利用FLUENT软件单向耦合分析法进行速度场和压力场数值模拟及水动力学特性分析。结果表明,横梁三角形各个角度的流场和阻力特性变化呈非线性关系,影响流速大小,进而对于侧向流及漩涡的形成产生影响,并且侧向流越大,越容易形成漩涡。

大型海上风力发电高塔随机最优减震控制

考察了基于结构动力可靠度的调谐液体柱形阻尼器(TLCD)参数优化设计方法,并用于风-地震联合作用及地震作用下海上风力发电高塔系统的随机最优控制。文中,采用Kane动力学-有限元一体化模型,建立了TLCD-结构整体系统方程。基于概率密度演化理论的极值分布方法,给出了基于可靠度的TLCD参数优化设计方法及程序解答。在数值算例中,采用随机谐和函数和物理随机风场模型分别模拟随机地震动和随机风荷载,通过对优化的受控系统进行随机反应分析与可靠度分析,比较了不同控制准则和约束条件下TLCD的减震控制效果。研究表明基于可靠度的随机最优控制方法是可行的。

考虑桨叶旋转效应的海上风力发电高塔系统随机风振响应与动力可靠度分析

研究了考虑桨叶旋转效应的海上风力发电高塔系统随机动力响应与风振可靠度分析。在风场模拟中,桨叶风荷载需要考虑旋转效应的影响。因此,对塔体风荷载,直接采用基于物理机制的随机Fourier谱,而对桨叶风荷载,则采用考虑桨叶旋转机制的随机Fourier谱概念。在此基础上,结合概率密度演化理论,对海上风力发电高塔系统进行了随机动力响应分析以及基于塔顶位移响应的风振动力可靠度分析。结果表明,上述方法能够有效地进行此类结构的随机动力响应及可靠度分析。

约束阻尼控制锥筒塔架的阻尼特性分析与试验研究

海上风力发电塔会受到风荷载、波浪荷载等多种复杂动力荷载的作用,有必要对其进行振动控制.大径厚比的锥筒塔架结构是海上风力发电塔的重要支撑结构形式.本文提出约束阻尼控制风电塔筒的方案,并研究了约束阻尼对典型锥筒结构低阶模态阻尼特性影响.首先,建立锥筒结构的有限元模型,利用模态应变能法计算复合结构的模态损耗因子,并讨论了布置位置对模态损耗因子的影响.进一步地,通过锥筒结构模型的锤击模态试验测量得到结构模态频率与阻尼比,结果表明,利用约束阻尼可有效提高锥筒支撑结构的模态阻尼.