考慮大氣穩(wěn)定度和海氣交換的海上風(fēng)機(jī)葉片疲勞特性研究.pdf

1、由于海面場(chǎng)地開曠，海上環(huán)境對(duì)風(fēng)場(chǎng)干擾小，風(fēng)場(chǎng)穩(wěn)定，海上風(fēng)能資源豐富。因此，國(guó)家近幾年對(duì)海上風(fēng)電項(xiàng)目加大了發(fā)展推廣力度，同時(shí)對(duì)海上風(fēng)力機(jī)的性能也提出了更高的要求。疲勞破壞是風(fēng)力機(jī)的主要破壞形式，本文深入研究風(fēng)力機(jī)周圍風(fēng)場(chǎng)特性，通過(guò)考慮大氣穩(wěn)定度和海氣交換作用對(duì)海面風(fēng)場(chǎng)平均和脈動(dòng)特性產(chǎn)生的影響，以及風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)效應(yīng)對(duì)風(fēng)力機(jī)動(dòng)力載荷特性產(chǎn)生的影響，進(jìn)而對(duì)海上風(fēng)力機(jī)的疲勞特性展開研究。
　　對(duì)海上風(fēng)力機(jī)進(jìn)行疲勞特性分析的關(guān)鍵是準(zhǔn)確地刻畫出

2、風(fēng)力機(jī)周圍風(fēng)場(chǎng)平均和脈動(dòng)特性，眾所周知，平均風(fēng)速剖面和脈動(dòng)風(fēng)速譜是描述風(fēng)場(chǎng)特性的重要因素，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)則是風(fēng)特性分析的重要途徑，本文基于近海區(qū)域常態(tài)風(fēng)和臺(tái)風(fēng)的實(shí)測(cè)資料，探討了大氣穩(wěn)定度和海氣交換作用對(duì)平均風(fēng)速剖面的影響，通過(guò)對(duì)對(duì)數(shù)律平均風(fēng)剖面模型進(jìn)行修正，建立了近海風(fēng)場(chǎng)平均風(fēng)剖面的模型。同時(shí)，為了剖析新模型的各個(gè)參數(shù)對(duì)風(fēng)速剖面的影響，對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析。
　　對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片，本文從頻域角度出發(fā)，通過(guò)研究旋轉(zhuǎn)效應(yīng)對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片的脈動(dòng)

3、風(fēng)速譜的影響，推導(dǎo)了葉片上任意一點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)Fourier自譜和互譜的表達(dá)式。基于對(duì)比實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，確定旋轉(zhuǎn)Fourier譜中的脈動(dòng)風(fēng)速譜和相干函數(shù)參數(shù)，同時(shí)，對(duì)旋轉(zhuǎn)Fourier譜參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析，剖析譜參數(shù)對(duì)旋轉(zhuǎn)Fourier譜產(chǎn)生的影響。
　　根據(jù)對(duì)海上風(fēng)力機(jī)風(fēng)場(chǎng)的研究成果，揭示了考慮大氣穩(wěn)定度和海氣交換作用下風(fēng)力機(jī)的疲勞特性。首先基于海面平均風(fēng)速剖面和旋轉(zhuǎn)Fourier譜模型，通過(guò)諧波疊加法模擬出風(fēng)力機(jī)周圍的風(fēng)場(chǎng)特性。然后通過(guò)