- 1、本文档共99页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
10MW单桩式海上风机振动及疲劳损伤分析
摘要
风力发电是目前清洁可再生能源发展的主力军,是我国实现“碳达峰、碳中和”目
标的重要途径。随着陆上风电的开发利用趋于饱和,海上风能资源开发利用逐渐成为
焦点。为了更加经济高效的利用海上风能,海上风电机组容量逐步扩大,风电机组的
安全性问题也日益凸显,在风、浪、流荷载耦合作用下,风机振动问题更加突出,加
剧了结构疲劳损伤,影响机组发电效率。因此,针对海上风机开展振动和疲劳损伤研
究具有重要意义。
论文以10MW单桩式海上风机为对象,结合美国再生能源实验室(NREL)的
ROSCO(ReferenceOpen-SourceController)伺服控制系统变速-变桨策略,建立风-浪-
流-机舱-转子-塔架结构的全耦合模型,对启动、正常运行、制动和停机状态下的风机
开展结构动力响应分析和疲劳损伤分析,提出抑振减载方案,并评价减振效果。论文
主要内容包括:
(1)考虑风浪流作用的海上风机环境荷载分析:采用Kaimal风谱模型、叶素动
量理论和广义动态尾迹理论计算风机转子所受到的气动载荷,生成数值模拟所需的全
时域湍流风场,通过北海波浪计划中的JONSWAP波浪谱模型、海流模型和莫里森方
程计算单桩支撑结构的水动力荷载,生成所需的不规则波。
(2)10MW单桩式海上风机-基础整体建模及模态分析:建立了风-浪-流-机舱转
子(RNA)耦合的10MW单桩式海上风机分析模型,并对塔顶前后(F-A)方向进行
自由衰减,得出多体动力学模型的固有频率。通过与ABAQUS软件计算结果进行对比
分析,验证模型的有效性。
(3)考虑RNA运行的风机振动特性及疲劳损伤分析:针对建立的风-浪-流-RNA
耦合的10MW单桩式海上风机分析模型,结合风机伺服控制系统的变速-变桨控制策略,
分析了塔筒顶部位移、叶尖位移的动力响应,确定出风机运行过程中叶片与塔架的最
小净空距离,探究风浪流荷载及RNA运行耦合作用下,不同环境荷载、不同工作状态
下风机关键位置的振动响应特征。联合Mlife开展塔架不同高度及不同角度下的疲劳损
伤研究,计算风机塔架在设计年限内的总疲劳值,探究不同环境荷载、不同工作状态
对风机疲劳损伤的影响。
4)基于TMD和TLCD的风机振动控制及疲劳抑制:考虑风机振动主要受到一
(
阶模态的影响,通过自由衰减法和公式法分别计算TMD和TLCD的最优参数,包括质
哈尔滨工程大学专业学位硕士学位论文
量比、频率比和阻尼比。计算在不同环境荷载下和不同工作状态下TMD和TLCD对风
机振动和疲劳损伤的抑制效果。探究环境荷载和不同工作状态对TMD和TLCD抑振减
载效果的影响。对比自由衰减法和公式法的抑制效果,得到适宜的阻尼器参数确定方
法。
关键词:单桩式风机;动力响应;振动控制;疲劳损伤;
10MW单桩式海上风机振动及疲劳损伤分析
Abstract
Windpowergenerationiscurrentlythemainforcedrivingthedevelopmentofclean
renewableenergyandisanimportantapproachforChinatoachieveitsgoalsofpeakcarbon
dioxideemissionsandcarbonneutrality.Withonshorewindpowerdevelopmentreaching
saturation,offshorewindenergyresourceutilizationisincreasinglygainingattention.Inorder
tomoreeconomicallyandefficientlyutilizeoffshorewindenergy,thecapacityofoffshore
文档评论(0)