海上風(fēng)力發(fā)電塔架風(fēng)渦激振動(dòng)及疲勞分析.pdf

1、風(fēng)是一種綠色能源,風(fēng)力發(fā)電是世界上發(fā)展最快的能源技術(shù),我國正在開發(fā)海上風(fēng)電場(chǎng),需要技術(shù)支持。海上風(fēng)力發(fā)電塔架主要承受周期性和隨機(jī)性載荷,而風(fēng)載荷是一種隨機(jī)性載荷。自然界的風(fēng)在時(shí)間和空間上具有多變性,使得風(fēng)對(duì)海上風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)的作用顯得非常復(fù)雜。在時(shí)間上,風(fēng)速的脈動(dòng)以及隨風(fēng)頻繁脫落的渦系都會(huì)引起塔架結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。因此,研究風(fēng)力引起的塔架結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)具有一定的意義。
　　 采用RANS方法,基于SST湍流模型,同時(shí)結(jié)合動(dòng)網(wǎng)格技術(shù),利

2、用ANSYS+CFX雙向流固耦合的方法對(duì)海上風(fēng)力發(fā)電塔架進(jìn)行了風(fēng)渦激振動(dòng)數(shù)值模擬。得到了塔架在風(fēng)渦激振動(dòng)作用下熱點(diǎn)處的應(yīng)力時(shí)程曲線。采用線性濾波法,基于自回歸(AR)模型,自編Matlab程序,模擬了塔架不同高度處的脈動(dòng)風(fēng)載荷時(shí)程。得到了在脈動(dòng)風(fēng)載荷作用下塔架熱點(diǎn)處的應(yīng)力時(shí)程曲線。將兩種工況下塔架熱點(diǎn)處的應(yīng)力時(shí)程進(jìn)行雨流處理,分別編制了塔架的變幅載荷譜,結(jié)合DNV提供的S-N曲線和Miner線性累積損傷理論,對(duì)海上風(fēng)力發(fā)電塔架進(jìn)行了疲勞