热能动力工程

作者：许子非,叶柯华,李 春,丁勤卫

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 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,,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;抗振分析;海冰;幅值;锥体结构

基金：国家自然科学基金（51676131，51176129）

为降低海冰与海上风力机撞击作用下的结构非线性动力响应，提出锥体结构防振模型并将其安置于风力机与海平面交界处。通过开发海冰载荷计算模块并与风力机多体动力学气动-水动-伺服-弹性仿真软件FAST结合，建立风-冰-结构多物理场耦合下的海上风力机动力学仿真模型。基于Croasdale与Kärnä 方法计算海冰与结构碰撞，对比5组不同锥角下的结构动力学响应，研究锥体结构对海冰碰撞的减振降载效果。结果表明：未安装锥体结构时，海冰载荷、塔顶位移与塔顶加速度的幅值较大，且频率易与风力机发生共振；安装锥体结构后，随着锥角由70°减至40°，动态响应减弱，幅值分别减小79%、71.8%与30.8%，且频率均远离风力机固有频率，避免发生共振；塔基剪切力的最大值与标准差也因安装锥体而减小，其中最大值减小26.9%，标准差减小67.8%，降低风力机所受的疲劳载荷。

来源：2018年第9期

《热能动力工程》期刊编辑部

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