采用多體動(dòng)力學(xué)方法研究了H型浮式垂直軸風(fēng)力機(jī)的動(dòng)力特性。將風(fēng)力機(jī)葉片和塔柱處理為柔性體,浮式基礎(chǔ)處理為剛性體,考慮柔性體的非線(xiàn)性變形,由拉格朗日第二類(lèi)方程建立了浮式風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)的非線(xiàn)性剛—柔耦合多體動(dòng)力學(xué)方程。系統(tǒng)載荷包括浮式基礎(chǔ)受的波浪力、風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)受到的氣動(dòng)載荷、塔柱受到的風(fēng)壓載荷、系泊力以及系統(tǒng)阻尼力。編制了模擬系統(tǒng)響應(yīng)的數(shù)值計(jì)算程序,該程序可以考慮浮式風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)的剛—柔耦合和氣動(dòng)力—水動(dòng)力耦合效應(yīng)。以5 MW風(fēng)力機(jī)為例,計(jì)算了葉片的固有頻率;分析轉(zhuǎn)速對(duì)葉片固有頻率的影響;計(jì)算風(fēng)、浪聯(lián)合作用下浮式風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)。結(jié)果表明,隨著風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加,葉片切向固有頻率增加、法向固有頻率減小;在風(fēng)、浪聯(lián)合作用下,浮式基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)以波浪頻率為主,氣動(dòng)載荷貢獻(xiàn)較小。

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【文章目錄】：
1 風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)剛—柔耦合動(dòng)力學(xué)模型
    1.1 系統(tǒng)坐標(biāo)系及空間位置關(guān)系
    1.2 風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)動(dòng)能和勢(shì)能
    1.3 柔性結(jié)構(gòu)模態(tài)
    1.4 耦合動(dòng)力學(xué)方程
2 風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)主動(dòng)力分析
    2.1 浮式基礎(chǔ)水動(dòng)力
    2.2 浮式基礎(chǔ)回復(fù)力
    2.3 塔柱所受風(fēng)壓載荷
    2.4 氣動(dòng)載荷
3 數(shù)值仿真與結(jié)果分析
    3.1 浮式風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)參數(shù)
    3.2 風(fēng)力機(jī)葉片自由振動(dòng)分析
    3.3 浮式基礎(chǔ)在風(fēng)浪作用下的運(yùn)動(dòng)分析
4 結(jié)語(yǔ)



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