地震诱导紧急停机状态下近海风力机动力特性研究

TK83; 为研究超大型单桩式近海风力机在紧急停机状态下的动力学特性,以DTU 10 MW单桩式近海风力机为研究对象,建立风浪相关的湍流风-波浪-地震载荷多物理场模型,通过p-y曲线法、Q-z曲线法及Winkler模型构建土-构耦合模型,对比研究其在正常运行、停机及紧急停机状态下的动力学特性.结果表明,风力机在停机状态下受地震载荷影响最大,较未发生地震,其塔顶前后向及侧向位移极差分别增加249.22％及1869.14％,支撑结构剪应力峰值增加约333.33％.在进行紧急停机操作时,由于叶片变桨作用,致使支撑结构剪应力及塔架应变能大于同时刻正常运行状态.紧急停机操作,加大了塔顶位移范围,使塔顶振...

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Published in机械强度 Vol. 45; no. 2; pp. 438 - 446
Main Authors 牛凯伦, 闫阳天, 李春, 李志昊, 薛世成
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 上海理工大学 能源与动力工程学院, 上海200093%上海理工大学 能源与动力工程学院, 上海200093 2023
上海市动力工程多相流动与传热重点实验室, 上海200093
Subjects
风浪相关
紧急停机
近海风力机
地震载荷
土-构耦合效应
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ISSN1001-9669
DOI10.16579/j.issn.1001.9669.2023.02.025

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Summary:TK83; 为研究超大型单桩式近海风力机在紧急停机状态下的动力学特性,以DTU 10 MW单桩式近海风力机为研究对象,建立风浪相关的湍流风-波浪-地震载荷多物理场模型,通过p-y曲线法、Q-z曲线法及Winkler模型构建土-构耦合模型,对比研究其在正常运行、停机及紧急停机状态下的动力学特性.结果表明,风力机在停机状态下受地震载荷影响最大,较未发生地震,其塔顶前后向及侧向位移极差分别增加249.22％及1869.14％,支撑结构剪应力峰值增加约333.33％.在进行紧急停机操作时,由于叶片变桨作用,致使支撑结构剪应力及塔架应变能大于同时刻正常运行状态.紧急停机操作,加大了塔顶位移范围,使塔顶振动中心向湍流风来流方向偏移,同时有效缓解风力机在外部载荷作用下所造成的支撑结构剪切力激增及塔架前后向应变能集聚现象.
ISSN:1001-9669
DOI:10.16579/j.issn.1001.9669.2023.02.025