隨著環(huán)境問題的日益突出,傳統(tǒng)能源的日益枯竭,世界各國對可再生能源,特別是風(fēng)能的開發(fā)利用越來越重視。海上風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)所處的海洋環(huán)境十分復(fù)雜和惡劣,承受著多種隨時間和空間變化的隨機(jī)荷載,如風(fēng)、波浪、海冰的作用,有時還受到地震作用的威脅。海上風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)由葉片、機(jī)身、塔架和基礎(chǔ)構(gòu)成,振動特性復(fù)雜,因此對海洋環(huán)境下海上風(fēng)機(jī)進(jìn)行動力特性分析,對保證其安全有著重要的理論意義,對海上風(fēng)力發(fā)電事業(yè)具有重大的實際應(yīng)用價值。 本文重點研究了1.5MW海上風(fēng)機(jī)的動力特性,所開展的主要工作包括： 首先,介紹了風(fēng)機(jī)的基本工作理論,根據(jù)風(fēng)機(jī)空氣動力學(xué)理論進(jìn)行葉素的空氣動力學(xué)特性分析,介紹了當(dāng)前常用的幾種風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計模型。 其次,基于ANSYS的參數(shù)化設(shè)計語言(APDL)開發(fā)了風(fēng)機(jī)葉片的幾何建模模塊,解決了海上風(fēng)機(jī)建模中最困難的問題,在此基礎(chǔ)上分別建立了風(fēng)輪、機(jī)艙、塔架和基礎(chǔ)的海上風(fēng)機(jī)有限元單體和整體模型,為后續(xù)的動力學(xué)分析奠定了基礎(chǔ)。 最后,分別對風(fēng)機(jī)葉片、渦輪機(jī)、塔架和基礎(chǔ)、集中質(zhì)量模型以及風(fēng)機(jī)整體進(jìn)行了模態(tài)分析,計算得到了結(jié)構(gòu)的振動特性,并探討了外部荷載作用下結(jié)構(gòu)的動力效應(yīng)。 綜上所述,本文主要介紹了近海風(fēng)力機(jī)的基本...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 海上風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀及特點
        1.2.1 國外海上風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)海上風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 海上風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)特點
    1.3 海上風(fēng)力機(jī)的基本概念
        1.3.1 風(fēng)力機(jī)的型式和特點
        1.3.2 海上風(fēng)機(jī)塔身結(jié)構(gòu)形式和特點
        1.3.3 海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的形式和特點
        1.3.4 風(fēng)力機(jī)機(jī)艙
        1.3.5 風(fēng)力機(jī)葉片
    1.4 翼型基本知識
        1.4.1 翼型的幾何參數(shù)
        1.4.2 翼型的空氣動力特性
        1.4.3 翼型的分類
    1.5 海上風(fēng)力發(fā)電的研究現(xiàn)狀
        1.5.1 葉片的設(shè)計理論和空氣動力分析方法研究
        1.5.2 風(fēng)力機(jī)葉片的建模及動力特性分析研究
        1.5.3 支撐結(jié)構(gòu)的動力研究成果
    1.6 本文的研究目的和內(nèi)容
2 風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計的基本理論和步驟
    2.1 風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計理論
        2.1.1 貝茲理論
        2.1.2 渦流理論
        2.1.3 葉素動量理論
    2.2 葉片設(shè)計參數(shù)
    2.3 葉片設(shè)計模型
    2.4 葉片設(shè)計步驟
    2.5 本章小結(jié)
3 海上風(fēng)機(jī)有限元建模
    3.1 葉片有限元建模
        3.1.1 ANSYS參數(shù)化設(shè)計語言(APDL)簡介
        3.1.2 葉片參數(shù)化建模
    3.2 渦輪機(jī)有限元建模
    3.3 海上風(fēng)機(jī)整體模型
        3.3.1 樁—土相互作用計算理論
        3.3.2 樁—土相互作用計算模型
        3.3.3 風(fēng)機(jī)整體模型
    3.4 集中質(zhì)量模型
    3.5 本章小結(jié)
4 海上風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)分析
    4.1 海上風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)模態(tài)分析
        4.1.1 模態(tài)分析基本理論
        4.1.2 葉片的模態(tài)分析
        4.1.3 渦輪機(jī)的模態(tài)分析
        4.1.4 海上風(fēng)機(jī)整體模態(tài)分析
        4.1.5 集中質(zhì)量模型的模態(tài)分析
    4.2 環(huán)境荷載作用下風(fēng)機(jī)動力特性分析
        4.2.1 單自由度體系運動響應(yīng)分析
        4.2.2 動力放大效應(yīng)分析
    4.3 海上風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)瞬態(tài)動力反應(yīng)分析
        4.3.1 瞬態(tài)動力分析基本理論
        4.3.2 地震荷載激勵下海上風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)動力分析
    4.4 擬靜力反應(yīng)分析
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3801214