本文關(guān)鍵詞：張力腿式（TLP）海上風(fēng)電支撐結(jié)構(gòu)在環(huán)境荷載下的動(dòng)力特性及穩(wěn)定分析　出處：《煙臺(tái)大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： TLP海上風(fēng)機(jī) 有限元 動(dòng)力特性 穩(wěn)定分析

【摘要】：風(fēng)能是空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能，是清潔無(wú)污染的可再生能源。對(duì)風(fēng)能的開發(fā)和利用，可以有效改善能源結(jié)構(gòu)，提高環(huán)境質(zhì)量。海上風(fēng)力發(fā)電具有陸上發(fā)電無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。 海上風(fēng)電支撐結(jié)構(gòu)作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝置的豎向支撐，關(guān)系到整個(gè)發(fā)電裝置的安全運(yùn)行。海上風(fēng)力發(fā)電支撐體系處在復(fù)雜的海洋環(huán)境下，如何使其在多種環(huán)境荷載的作用能夠安全有效地運(yùn)行，是建設(shè)海上風(fēng)電場(chǎng)亟需解決的問題。本文研究的TLP浮式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，，可應(yīng)用于深海區(qū)域，在運(yùn)行中會(huì)受到風(fēng)、波浪、海流及其他荷載的作用。在動(dòng)力荷載下，結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生明顯的動(dòng)力反應(yīng)。此時(shí)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分析、動(dòng)力穩(wěn)定將尤為重要。本文對(duì)浮式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的支撐體系的研究，通過理論分析和有限元模擬主要對(duì)以下問題進(jìn)行了系統(tǒng)分析： （1）基于有限元分析理論，建立TLP海上風(fēng)電機(jī)支撐結(jié)構(gòu)有限元模型，對(duì)未加鋼纜及加設(shè)鋼纜模型進(jìn)行模態(tài)對(duì)比分析，并結(jié)合上部風(fēng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行共振分析。建模時(shí)考慮本文主要針對(duì)支撐部分進(jìn)行研究，故將上部風(fēng)機(jī)葉片和輪轂等效為質(zhì)量點(diǎn)與塔架頂部進(jìn)行耦合處理。 （2）考慮了風(fēng)、波浪及海流荷載作用下，TLP支撐結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性。 （3）分析了TLP浮式風(fēng)電支撐結(jié)構(gòu)動(dòng)力失穩(wěn)的各種因素，采用瞬態(tài)分析法對(duì)TLP海上支撐結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行研究，得到支撐結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的位移響應(yīng)時(shí)程。 （4）利用PSD分析法對(duì)波浪荷載作用下的結(jié)構(gòu)進(jìn)行譜分析，提取部分節(jié)點(diǎn)的頻域響應(yīng)圖。針對(duì)較為平穩(wěn)的海流荷載，通過擬靜力分析法對(duì)結(jié)構(gòu)在該荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行比較。 論文采用理論分析和有限元方法對(duì)張力腿式(TLP)支撐結(jié)構(gòu)在環(huán)境荷載下的動(dòng)力特性問題進(jìn)行研究，并通過Heines-Strett經(jīng)典穩(wěn)定區(qū)域?qū)︿摾|在波浪荷載下的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，為海上風(fēng)力發(fā)電浮式結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步研究提供參考。
[Abstract]:Wind energy is the kinetic energy generated by the air flow and is a clean and non-polluting renewable energy. The development and utilization of wind energy can effectively improve the energy structure. Improve environmental quality. Offshore wind power generation has an unparalleled advantage in land power generation. As the vertical support of wind turbine, offshore wind power supporting system is related to the safe operation of the whole power generation unit. The offshore wind power support system is in the complex marine environment. How to make it work safely and effectively under various environmental loads is an urgent problem to be solved in the construction of offshore wind farm. The TLP floating wind turbine studied in this paper can be applied to the deep sea area. In operation, the structure will be subjected to wind, waves, currents and other loads. Under the dynamic load, the structure will have an obvious dynamic response. At this time, the dynamic analysis of the structure. Dynamic stability will be particularly important. In this paper, the following problems are systematically analyzed by theoretical analysis and finite element simulation. 1) based on the theory of finite element analysis, the finite element model of TLP offshore wind motor supporting structure is established, and the modal comparison between the model without steel cable and the steel cable model is carried out. Considering the research of the supporting part, the upper fan blade and hub are equivalent to the mass point and the top of the tower. The dynamic characteristics of TLP braced structures under wind, wave and current loads are considered. The factors of dynamic instability of TLP floating wind power bracing structure are analyzed, and the dynamic response of TLP offshore bracing structure under wind load is studied by transient analysis method. The displacement response time history of the key parts of the braced structure is obtained. (4) the spectral analysis of the structure under wave load is carried out by using PSD analysis method, and the frequency domain response diagram of some nodes is extracted, aiming at the steady current load. The structure response under this load is compared by quasi-static analysis method. In this paper, the dynamic characteristics of tension leg TLP) braced structures under environmental load are studied by means of theoretical analysis and finite element method. The stability of steel cable under wave load is analyzed by Heines-Strett classical stability region, which provides a reference for further research on floating structure of offshore wind power generation.
【學(xué)位授予單位】：煙臺(tái)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU311.3;TM315

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙娜;李軍向;李成良;;基于ANSYS建模的風(fēng)力機(jī)葉片模態(tài)分析及穩(wěn)定性分析[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;2010年06期

2 陳紅霞;華鋒;袁業(yè)立;;中國(guó)近海及臨近海域海浪的季節(jié)特征及其時(shí)間變化[J];海洋科學(xué)進(jìn)展;2006年04期

3 李靜;陳健云;;海上風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)動(dòng)力研究進(jìn)展[J];海洋工程;2009年02期

4 李煒;;一種加裝穩(wěn)定翼的海上風(fēng)電負(fù)壓桶型基礎(chǔ)研究[J];海洋工程;2012年01期

5 蔡志剛;閆澍旺;孫立強(qiáng);;軟土地基上風(fēng)電筒形基礎(chǔ)波浪荷載作用下的穩(wěn)定性分析[J];勘察科學(xué)技術(shù);2011年06期

6 邢鋼,徐玉秀,張承東;小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與計(jì)算[J];能源技術(shù);2005年05期

7 王徽;黃成力;;海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)[J];上海節(jié)能;2007年01期

8 王建超;貢金鑫;;外海輕型碼頭結(jié)構(gòu)環(huán)境荷載的統(tǒng)計(jì)分析[J];水運(yùn)工程;2010年02期

9 李煒;鄭永明;周永;;海上風(fēng)電基礎(chǔ)ANSYS數(shù)值模擬[J];水運(yùn)工程;2010年08期

10 李忠學(xué),沈祖炎,鄧長(zhǎng)根;桿系鋼結(jié)構(gòu)非線性動(dòng)力穩(wěn)定性識(shí)別與判定準(zhǔn)則[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 陳小波;近海風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)體系環(huán)境荷載及動(dòng)力響應(yīng)研究[D];大連理工大學(xué);2011年

2 王曉峰;框架結(jié)構(gòu)動(dòng)力穩(wěn)定性分析的新方法研究[D];廣西大學(xué);2012年

本文編號(hào)：1384664