高科技的快速發(fā)展,推動著人類社會實現(xiàn)了巨大的飛躍。在人類社會不斷進步的過程中,整個社會對能源的需求日益增大,能源短缺的問題也日益突出。由于風力發(fā)電有清潔且成本低的特點,成為世界各國爭相發(fā)展的方向。塔筒是一種高聳結構,是風力發(fā)電機的主要構件。塔筒的正常工作對風力發(fā)電機的安全運行有著極其重要的影響。分析塔筒的靜態(tài)和動態(tài)特性是風力發(fā)電安全性研究的一項重要內(nèi)容。目前,針對風電塔筒的分析研究很多,但往往較少考慮風環(huán)境對塔筒的影響,實際上塔筒外部風場會使得塔筒產(chǎn)生一定的風致振動響應。風電場通常選擇在平原地區(qū),但特殊情況下,也可選擇在的坡地上。研究風電場特性以及塔筒的力學特性,既可為風電塔筒的結構抗風設計及結構振動控制提供一些參考數(shù)據(jù),也可為風電場選址提供一定的參考。本文考慮了風機塔筒位置所處的地形特點及風環(huán)境,計算了外部風場作用下塔筒的靜風響應,對比分析了不同來流風速及兩種地形下,塔筒周圍的速度和壓強分布規(guī)律以及塔筒的位移和應力變化規(guī)律。本文主要完成了以下幾方面的研究。（1）推導建立了風電塔筒的彎曲振動控制方程,建立了塔筒的有限元模型,進行了模態(tài)分析,得到了塔筒的各階固有頻率和模態(tài),分析了風電塔筒... 

【文章來源】：西華大學四川省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

水平軸力發(fā)電機

不可再生的石化資源日益減少，且石化資源的使用會污染自然環(huán)境。面對這一現(xiàn)實問題，世界上多個國家已將目光轉(zhuǎn)向了清潔能源的開發(fā)與利用，從而保護自然環(huán)境。世界各國均已投下巨額資金，發(fā)展水能、太陽能、地熱能、風能等清潔能源。其中風能由于其分布廣泛、清潔、成本低、利用率高等優(yōu)點，已成為各國爭相發(fā)展的重點正是世界各國的大力發(fā)展與推動，風能產(chǎn)業(yè)正處于發(fā)展迅速階段。近 10 年來，風能產(chǎn)業(yè)以每年 30%以上的速度快速增長。我國也緊跟世界潮流，正大力發(fā)展風電產(chǎn)業(yè)。風電機組對于風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有舉足輕重的作用。同時，風電塔筒是風電機組的支撐結構，對于風電機組的安全至關重要。風電塔筒是一種對風敏感的高聳結構。風電設備的優(yōu)勢依賴于豐富的風能資源，然而往往在風能資源分布較為豐富的地區(qū)氣候等條件都非常惡劣，并且一年中的風能資源分布可能極不均勻。風電塔筒這類高聳結構的外形決定了風荷載引起的振動是影響其結構安全的主要因素。本文借助有限元分析軟件對塔筒在三維流場中的穩(wěn)態(tài)特性進行研究，同時對塔筒位于平地和坡地的三維流場進行分析，并進一步計算出風電塔筒的應力及位移。希望本文的分析對比能為塔筒優(yōu)化設計提供參考，為塔筒在平地以及坡地地形條件下的選址提供參考。

風電塔筒三維流場及穩(wěn)態(tài)特性研究段法蘭連接處折斷倒塌，塔筒中段、上段、風機機艙、輪轂順勢平鋪在地風災產(chǎn)生的危害巨大，Jack Cermak[8]率先提出了 風工程 這一概念。風工學科，是多學科的交叉綜合，包括氣彈性力學、結構動力學、材料力學、動力學等。其特點在于可以有效的應用于實際工程，但是對于理論上的研。自從塔科馬懸索大橋垮塌事件之后，國際工程界開始關注風致振動，為開啟了一個新的紀元。本文中對風電機塔筒的研究就需要使用到風工程的

【參考文獻】：
期刊論文
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[5]風力發(fā)電機塔筒結構在坡地上的風壓數(shù)值模擬[J]. 牛建剛,陳旭,閆梁.  土木工程與管理學報. 2016(06)
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[8]新疆地區(qū)風力發(fā)電場風資源分析及風機選型[J]. 盧萌,高偉.  科技展望. 2016(27)
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博士論文
[1]結構流固耦合振動與流動控制的數(shù)值模擬[D]. 徐楓.哈爾濱工業(yè)大學 2009

碩士論文
[1]水平軸風力機塔架靜動態(tài)特性和流場分析[D]. 李樂.蘭州理工大學 2016
[2]風力發(fā)電機塔架結構風壓數(shù)值模擬研究[D]. 閆梁.內(nèi)蒙古科技大學 2014
[3]風荷載作用下高聳塔架結構的動力響應[D]. 王博.蘭州理工大學 2014
[4]基于ANSYS有限元軟件對在役風電塔筒的靜動態(tài)模擬與安全評估研究[D]. 曹力.蘭州理工大學 2013
[5]風力發(fā)電機組塔筒結構分析研究[D]. 馮博.重慶大學 2010
[6]基于FLUENT軟件的建筑物風場數(shù)值模擬[D]. 黃瀅.華中科技大學 2005



本文編號：3346523