發(fā)布時間：2017-12-16 11:19

  本文關(guān)鍵詞：新型豎軸潮流能發(fā)電支撐結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析

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【摘要】：潮流能是清潔的可再生能源,由于廣闊的開發(fā)前景而越來越受到關(guān)注。潮流發(fā)電支撐結(jié)構(gòu)是潮流發(fā)電的基礎(chǔ),其在復(fù)雜海洋環(huán)境中的安全與穩(wěn)定是保證潮流發(fā)電順利進(jìn)行的前提,也是此研究領(lǐng)域的新關(guān)注點。因此,對潮流發(fā)電支撐結(jié)構(gòu)在海洋荷載作用下的力學(xué)、模態(tài)以及瞬態(tài)動力分析對潮流發(fā)電項目有著十分重要的意義。 本文基于國家海洋可再生能源專項資金項目“新型豎軸直驅(qū)式潮流能發(fā)電裝置的研究與試驗”,針對新型豎軸潮流發(fā)電支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,主要研究內(nèi)容包括： (1)對水文地質(zhì)條件和環(huán)境荷載進(jìn)行分析。確定了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的約束形式、波浪和水流要素。采用莫里森方程計算靜力分析中的波流荷載；對于瞬態(tài)動力分析,采用五階Stokes波理論計算波浪時程荷載。 (2)采用通用有限元軟件ANSYS,建立支撐結(jié)構(gòu)的有限元模型。對三個工況下的結(jié)構(gòu)進(jìn)行線性靜力分析計算。結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)構(gòu)件滿足強度要求,結(jié)構(gòu)不同部分最大應(yīng)力的位置均是出現(xiàn)在桿件連接處、約束處或是自由度耦合處。三種工況中,在第三種工況下,結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和位移最大,是較為危險的情況。 (3)對危險工況即第三種工況下的結(jié)構(gòu)進(jìn)行幾何非線性靜力分析計算。結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)的應(yīng)力及位移分布與線性靜力分析計算結(jié)果相吻合,幾何非線性靜力分析的最大應(yīng)力和位移比線性靜力分析的結(jié)果略大。 (4)對整體支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析。通過提取前十階固有頻率和模態(tài)振型,發(fā)現(xiàn)輪機達(dá)到額定功率時的振動頻率小于結(jié)構(gòu)固有頻率的最小值。因此,結(jié)構(gòu)不會發(fā)生共振。 (5)對支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行了瞬態(tài)動力分析。結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)在受到激振力一定時間后可以達(dá)到穩(wěn)定振動。瞬態(tài)動力分析中的最大應(yīng)力和位移要比相同工況下線性靜力分析得到的結(jié)果略大。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：P743;P742

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1295839