本文關(guān)鍵詞：考慮大氣穩(wěn)定度和海氣交換的海上風(fēng)機葉片疲勞特性研究

  更多相關(guān)文章： 風(fēng)力機 疲勞分析 海面平均風(fēng)速剖面 旋轉(zhuǎn)Fourier譜

【摘要】：由于海面場地開曠,海上環(huán)境對風(fēng)場干擾小,風(fēng)場穩(wěn)定,海上風(fēng)能資源豐富。因此,國家近幾年對海上風(fēng)電項目加大了發(fā)展推廣力度,同時對海上風(fēng)力機的性能也提出了更高的要求。疲勞破壞是風(fēng)力機的主要破壞形式,本文深入研究風(fēng)力機周圍風(fēng)場特性,通過考慮大氣穩(wěn)定度和海氣交換作用對海面風(fēng)場平均和脈動特性產(chǎn)生的影響,以及風(fēng)機葉片旋轉(zhuǎn)效應(yīng)對風(fēng)力機動力載荷特性產(chǎn)生的影響,進(jìn)而對海上風(fēng)力機的疲勞特性展開研究。對海上風(fēng)力機進(jìn)行疲勞特性分析的關(guān)鍵是準(zhǔn)確地刻畫出風(fēng)力機周圍風(fēng)場平均和脈動特性,眾所周知,平均風(fēng)速剖面和脈動風(fēng)速譜是描述風(fēng)場特性的重要因素,現(xiàn)場實測則是風(fēng)特性分析的重要途徑,本文基于近海區(qū)域常態(tài)風(fēng)和臺風(fēng)的實測資料,探討了大氣穩(wěn)定度和海氣交換作用對平均風(fēng)速剖面的影響,通過對對數(shù)律平均風(fēng)剖面模型進(jìn)行修正,建立了近海風(fēng)場平均風(fēng)剖面的模型。同時,為了剖析新模型的各個參數(shù)對風(fēng)速剖面的影響,對模型參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析。對風(fēng)力機葉片,本文從頻域角度出發(fā),通過研究旋轉(zhuǎn)效應(yīng)對風(fēng)力機葉片的脈動風(fēng)速譜的影響,推導(dǎo)了葉片上任意一點的旋轉(zhuǎn)Fourier自譜和互譜的表達(dá)式�；趯Ρ葘崪y數(shù)據(jù),確定旋轉(zhuǎn)Fourier譜中的脈動風(fēng)速譜和相干函數(shù)參數(shù),同時,對旋轉(zhuǎn)Fourier譜參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析,剖析譜參數(shù)對旋轉(zhuǎn)Fourier譜產(chǎn)生的影響。根據(jù)對海上風(fēng)力機風(fēng)場的研究成果,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,通過諧波疊加法模擬出風(fēng)力機周圍的風(fēng)場特性。然后通過ABAQUS軟件建立風(fēng)力機模型,通過考慮葉素-動量理論確定了風(fēng)力機的輸入風(fēng)荷載,從而進(jìn)行動力時程分析得到載荷譜。最后基于疲勞性能S-N曲線,通過雨流計數(shù)法統(tǒng)計得到等效載荷譜,采用線性損傷累積法計算其疲勞壽命。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM614
，

本文編號：1247115