發(fā)布時(shí)間：2021-04-08 00:32

　　為分析風(fēng)-震共同作用下風(fēng)力機(jī)塔架的動(dòng)力響應(yīng),基于Wolf方法建立了土-構(gòu)耦合模型,通過(guò)開源軟件Fast預(yù)留數(shù)據(jù)接口開發(fā)了地震載荷模塊,研究了在不同土質(zhì)下塔架的振動(dòng)特性和響應(yīng)幅值。結(jié)果表明:地震載荷極大地加劇了塔架振動(dòng),尤其是塔架一階固有頻率和二階固有頻率的振動(dòng)幅值明顯增大;設(shè)防烈度為8度時(shí),塔頂振動(dòng)的主要激勵(lì)為地震載荷,氣動(dòng)載荷對(duì)塔頂振動(dòng)的影響很小,可忽略不計(jì);由于阻尼和地震反應(yīng)譜特征周期不同,在不同土質(zhì)下塔架的響應(yīng)幅值和振動(dòng)特性差異較大;與無(wú)地震相比,在額定風(fēng)況下硬黏土、巖土和軟土3種不同場(chǎng)地土質(zhì)發(fā)生地震時(shí),塔頂側(cè)向位移分別增大了316%、242%和265%。 

【文章來(lái)源】：動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2018,38(07)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

圖１風(fēng)力機(jī)模型及計(jì)算坐標(biāo)系Ｆｉｇ．１Ｍｏｄｅｌａｎｄｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅ

＝Ｋｙ＝８ＧｓＲｓ２－μｓ，Ｋｚ＝４ＧｓＲｓ１－μｓ（１）Ｃｘ＝Ｃｙ＝４．６Ｒ２ｓ２－μｓＧｓ槡ρｓ，Ｃｚ＝３．４Ｒ２ｓ１－μｓＧｓ槡ρｓ（２）式中：Ｋｘ和Ｋｙ分別為縱向和橫向的剛度；Ｋｚ為垂向的剛度；Ｃｘ和Ｃｙ分別為縱向和橫向的阻尼；Ｃｚ為垂向的阻尼；Ｇｓ、μｓ和ρｓ分別為土體的切變模量、泊松比和密度；Ｒｓ為基礎(chǔ)平臺(tái)的半徑。圖２ＳＳＩ模型Ｆｉｇ．２ＳＳＩｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｐｌａｔｆｏｒｍ１．４仿真流程風(fēng)場(chǎng)仿真軟件、地震和動(dòng)力學(xué)模擬軟件均采用ＮＲＥＬ的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)包軟件�；陲L(fēng)力機(jī)多體動(dòng)力學(xué)仿真開源軟件Ｆａｓｔ，通過(guò)子模塊Ｔｕｒｂ－Ｓｉｍ、ＡｅｒｏＤｙｎ和Ｓｅｓｉｍｉｃ建立風(fēng)力機(jī)地震動(dòng)力學(xué)仿真模型，具體步驟如圖３所示。２塔架外部激勵(lì)２．１氣動(dòng)載荷在ｙ″和ｚ″方向上風(fēng)場(chǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算各有１１個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)，風(fēng)場(chǎng)示意圖如圖４所示。額定風(fēng)速為１１．４ｍ／ｓ，極限風(fēng)速為２５ｍ／ｓ（切出風(fēng)速），通過(guò)ＴｕｒｂＳｉｍ［１８］模擬風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行環(huán)境。通過(guò)經(jīng)典ＶｏｎＫａｒｍａｎ湍流風(fēng)譜模型對(duì)功率譜進(jìn)行逆快速傅里葉變換，繼而得到風(fēng)速的波動(dòng)。ＶｏｎＫａｒｍａｎ湍流風(fēng)譜模型定義為［１９］：Ｓｕ（ｆ）＝４σ２Ｌ／珔ｕｈｕｂ１＋７１（ｆＬ／珔ｕｈｕｂ）［］２５／６（３）圖３地震動(dòng)力學(xué)仿真流程Ｆｉｇ．３Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏ

向的阻尼；Ｃｚ為垂向的阻尼；Ｇｓ、μｓ和ρｓ分別為土體的切變模量、泊松比和密度；Ｒｓ為基礎(chǔ)平臺(tái)的半徑。圖２ＳＳＩ模型Ｆｉｇ．２ＳＳＩｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｐｌａｔｆｏｒｍ１．４仿真流程風(fēng)場(chǎng)仿真軟件、地震和動(dòng)力學(xué)模擬軟件均采用ＮＲＥＬ的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)包軟件�；陲L(fēng)力機(jī)多體動(dòng)力學(xué)仿真開源軟件Ｆａｓｔ，通過(guò)子模塊Ｔｕｒｂ－Ｓｉｍ、ＡｅｒｏＤｙｎ和Ｓｅｓｉｍｉｃ建立風(fēng)力機(jī)地震動(dòng)力學(xué)仿真模型，具體步驟如圖３所示。２塔架外部激勵(lì)２．１氣動(dòng)載荷在ｙ″和ｚ″方向上風(fēng)場(chǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算各有１１個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)，風(fēng)場(chǎng)示意圖如圖４所示。額定風(fēng)速為１１．４ｍ／ｓ，極限風(fēng)速為２５ｍ／ｓ（切出風(fēng)速），通過(guò)ＴｕｒｂＳｉｍ［１８］模擬風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行環(huán)境。通過(guò)經(jīng)典ＶｏｎＫａｒｍａｎ湍流風(fēng)譜模型對(duì)功率譜進(jìn)行逆快速傅里葉變換，繼而得到風(fēng)速的波動(dòng)。ＶｏｎＫａｒｍａｎ湍流風(fēng)譜模型定義為［１９］：Ｓｕ（ｆ）＝４σ２Ｌ／珔ｕｈｕｂ１＋７１（ｆＬ／珔ｕｈｕｂ）［］２５／６（３）圖３地震動(dòng)力學(xué)仿真流程Ｆｉｇ．３Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｓｅｉｓｍｉｃｄｙｎａｍｉｃｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ圖４風(fēng)場(chǎng)計(jì)算區(qū)域及網(wǎng)格分布Ｆｉｇ．４ＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｄｏｍａｉｎａｎｄｇｒｉｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｉｎｄｆｉｅｌｄＳｖ，ｗ（ｆ）＝２σ２Ｌ／珔ｕｈｕｂ１＋１８９（ｆＬ／珔ｕｈｕｂ）［］２１＋７１（ｆＬ／珔ｕｈｕｂ）［］２１


本文編號(hào)：3124497