热能动力工程

作者：邹锦华,李 春,叶柯华,许子非

单位：上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093,,上海理工大学 上海市动力工程多项流动与传热重点实验室，上海 200093,,上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093,,上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093,

关键词：海上风力机;锥体;非线性;海冰;混沌;李雅普诺夫指数

基金：国家自然科学基金（51676131，51176129）；上海市科学技术委员会项目（13DZ2260900）

为分析在风载-冰载联合作用下海上风力机塔架动力响应非线性特性，以多体动力学仿真开源软件FAST为平台，建立冰-构耦合模型，通过自编程序开发风力机海冰碰撞模块，计算NREL 5 MW风力机在安装不同锥体角度的锥体结构及未安装锥体时受海冰激励作用下的塔顶振动特性，并基于混沌理论，采用相图法及最大Lyapunov指数法从定性与定量两个角度研究了塔顶振动信号的非线性特征。结果表明：未安装锥体及70°锥体结构时，塔顶振动具有明显的混沌特征，最大Lyapunov指数大于零，表现出非周期性的非平稳特征；随着锥体角度的降低，混沌特性减弱并消失，当锥角为40°与50°时，最大Lyapunov指数小于零，混沌特性消失，该结果与塔顶位移时域分析结果相吻合，表明锥体结构能有效减弱塔顶振动，增加风力机稳定性。

来源：2019年第9期

《热能动力工程》期刊编辑部

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