【摘要】：風(fēng)荷載與波浪荷載是海上風(fēng)電塔承受的主要荷載,對(duì)風(fēng)電塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起著決定性作用,其動(dòng)力響應(yīng)極為復(fù)雜。以南通沿海3.0 MW風(fēng)電機(jī)為研究對(duì)象,利用數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)手段,考慮流固耦合效應(yīng),建立"基礎(chǔ)-塔筒-機(jī)艙-風(fēng)輪"整機(jī)模型、風(fēng)荷載模型、波浪荷載模型,研究海上風(fēng)電塔在風(fēng)-波浪聯(lián)合作用下的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)以及不同水深對(duì)風(fēng)電機(jī)系統(tǒng)振動(dòng)頻率的影響。計(jì)算結(jié)果表明:采用考慮流固耦合效應(yīng)與風(fēng)電塔整機(jī)模型分析得到的計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果較一致,可為海上風(fēng)電塔結(jié)構(gòu)在風(fēng)-波浪聯(lián)合作用下的振動(dòng)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等提供分析方法;波浪荷載對(duì)海上風(fēng)電塔的動(dòng)力響應(yīng)存在一定的影響,以風(fēng)荷載作為主要荷載計(jì)算的結(jié)果不甚合理;水深對(duì)結(jié)構(gòu)低階振動(dòng)頻率影響不大,但水深對(duì)風(fēng)電塔系統(tǒng)高階振動(dòng)頻率影響較大,水深越大,高階振動(dòng)頻率降幅越大。
[Abstract]:Wind load and wave load are the main loads on the offshore wind tower, which plays a decisive role in the structural design of the wind tower, and its dynamic response is extremely complex. Taking the 3.0 MW wind motor along the coast of Nantong as the research object, taking the fluid-solid coupling effect into account, the whole machine model, wind load model and wave load model of "foundation, tower, cylinder, engine room and wind wheel" are established by means of numerical simulation and field measurement. The structural dynamic response of offshore wind power tower under the combined action of wind and wave and the influence of different water depth on the vibration frequency of wind motor system are studied. The calculation results show that the calculation results obtained by considering the fluid-solid coupling effect and the wind power tower model are in good agreement with the measured results. It can provide analysis methods for vibration analysis and structural design of offshore wind tower structure under the combined action of wind and wave. The wave load has a certain influence on the dynamic response of offshore wind power tower, and the calculation result of wind load as the main load is not very reasonable. The water depth has little effect on the low order vibration frequency of the structure, but the water depth has a great influence on the high order vibration frequency of the wind power tower system. The larger the water depth is, the greater the reduction of the higher order vibration frequency is.
【作者單位】： 北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院;廣東省輸變電工程公司;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51178045) 教育部海外名師項(xiàng)目(MS2011BJKJ005)
【分類號(hào)】：TU311.3

【參考文獻(xiàn)】

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1 高俊云;連晉華;;風(fēng)電機(jī)組塔筒振動(dòng)的分析與測(cè)量[J];風(fēng)能;2011年02期

2 李德源;劉勝祥;張湘?zhèn)?;海上風(fēng)力機(jī)塔架在風(fēng)波聯(lián)合作用下的動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值分析[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2009年12期

3 朱志松;朱龍彪;季采云;;風(fēng)波聯(lián)合載荷下海上風(fēng)力機(jī)塔筒的疲勞壽命預(yù)測(cè)[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2013年05期

4 徐宏明;風(fēng)對(duì)淺水區(qū)波浪要素推算結(jié)果的影響分析[J];水道港口;1997年04期

5 陳小波;李靜;陳健云;;海上風(fēng)電機(jī)組隨機(jī)風(fēng)浪荷載時(shí)程數(shù)值計(jì)算[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);2011年03期

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【共引文獻(xiàn)】

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4 周大成;舟山馬岙港區(qū)建港條件綜合評(píng)價(jià)[D];浙江大學(xué);2001年

5 高波;簡(jiǎn)諧荷載作用下樁基非線性動(dòng)力響應(yīng)分析研究[D];武漢理工大學(xué);2007年

6 王中士;磨煤機(jī)基礎(chǔ)三維有限元?jiǎng)恿Ψ治鯷D];西安建筑科技大學(xué);2008年

7 鄭釗;基于改進(jìn)遺傳算法的開(kāi)敞域高樁墩式碼頭基樁布置優(yōu)化[D];天津大學(xué);2008年

8 付麗麗;挖泥船定位樁系統(tǒng)在波浪載荷作用下的疲勞強(qiáng)度分析[D];天津大學(xué);2009年

9 黃丹;基于樁—土相互作用的碼頭樁基承載特性分析[D];華中科技大學(xué);2009年

10 劉波宏;近海風(fēng)力機(jī)單樁式塔架風(fēng)波載荷及其影響因素研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2012年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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2 李春祥;都敏;韓兵康;;基于AR模型模擬超高層建筑的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程[J];地震工程與工程振動(dòng);2008年03期

3 俞聿修;海浪的數(shù)值模擬[J];大連工學(xué)院學(xué)報(bào);1981年02期

4 姚國(guó)權(quán);麻志雄;丁炳燦;王鑒義;;黃、渤海波浪年極值統(tǒng)計(jì)分析[J];港口工程;1992年04期

5 劉錫良,周穎;風(fēng)荷載的幾種模擬方法[J];工業(yè)建筑;2005年05期

6 滕學(xué)春，吳秀杰;渤海南部海域年極值波浪和設(shè)計(jì)波浪的特征研究[J];黃渤海海洋;1994年03期

7 王瑋;白勇;;海上風(fēng)力機(jī)安裝技術(shù)研究(英文)[J];Journal of Marine Science and Application;2010年02期

8 段忠東,周道成,歐進(jìn)萍;渤海和南海海域極值風(fēng)速的置信區(qū)間[J];海洋通報(bào);2003年02期

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10 張俊兵;傅洪賢;李克民;;高臺(tái)階拋擲爆破爆堆形態(tài)的模擬[A];中國(guó)爆破新技術(shù)Ⅱ[C];2008年

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3 張曉健;二重大型鑄鍛件數(shù)值模擬國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室獲批[N];中國(guó)冶金報(bào);2007年

4 向杰 實(shí)習(xí)生：孫馨;在計(jì)算機(jī)上模擬大氣和海洋運(yùn)動(dòng)[N];科技日?qǐng)?bào);2005年

5 本報(bào)記者 吳楠　通訊員 許家?guī)?數(shù)值模擬預(yù)測(cè)工程效果指導(dǎo)工程建設(shè)[N];中國(guó)交通報(bào);2008年

6 上海交通大學(xué) 潘健生;材料熱處理過(guò)程的數(shù)值模擬[N];科技日?qǐng)?bào);2002年

7 楊雄飛;煉鋼與環(huán)境技術(shù)的研究方法[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2007年

8 付冰邋趙輝;油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)成為“常規(guī)武器”[N];中國(guó)石油報(bào);2007年

9 ;堤基管涌機(jī)理和防治關(guān)鍵問(wèn)題研究為堤防提供科學(xué)參考[N];中國(guó)水利報(bào);2008年

10 本報(bào)記者楊靖;使命的召喚[N];科技日?qǐng)?bào);2002年

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5 胡國(guó)權(quán);淮河試驗(yàn)時(shí)期的能量與水份循環(huán)研究[D];中國(guó)氣象科學(xué)研究院;2001年

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本文編號(hào)：2369078