考虑流固耦合效应的海上单桩式风电塔动力响应研究

【摘要】：风荷载与波浪荷载是海上风电塔承受的主要荷载,对风电塔结构设计起着决定性作用,其动力响应极为复杂。以南通沿海3.0 MW风电机为研究对象,利用数值模拟和现场实测手段,考虑流固耦合效应,建立"基础-塔筒-机舱-风轮"整机模型、风荷载模型、波浪荷载模型,研究海上风电塔在风-波浪联合作用下的结构动力响应以及不同水深对风电机系统振动频率的影响。计算结果表明:采用考虑流固耦合效应与风电塔整机模型分析得到的计算结果与实测结果较一致,可为海上风电塔结构在风-波浪联合作用下的振动分析和结构设计等提供分析方法;波浪荷载对海上风电塔的动力响应存在一定的影响,以风荷载作为主要荷载计算的结果不甚合理;水深对结构低阶振动频率影响不大,但水深对风电塔系统高阶振动频率影响较大,水深越大,高阶振动频率降幅越大。 【作者单位】： 北京科技大学土木与环境工程学院;广东省输变电工程公司;
【关键词】： 海上风电塔 风-波浪联合作用 数值模拟 结构动力响应 流固耦合 振动频率
【基金】：国家自然科学基金项目(51178045) 教育部海外名师项目(MS2011BJKJ005)
【分类号】：TU311.3
【正文快照】： 0引言海上风电具有节约用地和耕地、噪声污染小、风资源储量大、开发利用效率高等优点,已逐渐成为风电发展的主要趋势。我国海岸线长,海上风能资源极其丰富,为海上风电的发展创造了良好的条件,东海海上风电场的建成使其成为亚洲第一大海上风电场。然而随着风电事业的不断发展

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