張力腿式(TLP)海上風(fēng)電支撐結(jié)構(gòu)在環(huán)境荷載下的動(dòng)力特性及穩(wěn)定分析.pdf

1、風(fēng)能是空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能,是清潔無(wú)污染的可再生能源。對(duì)風(fēng)能的開發(fā)和利用,可以有效改善能源結(jié)構(gòu),提高環(huán)境質(zhì)量。海上風(fēng)力發(fā)電具有陸上發(fā)電無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。
　　海上風(fēng)電支撐結(jié)構(gòu)作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝置的豎向支撐,關(guān)系到整個(gè)發(fā)電裝置的安全運(yùn)行。海上風(fēng)力發(fā)電支撐體系處在復(fù)雜的海洋環(huán)境下,如何使其在多種環(huán)境荷載的作用能夠安全有效地運(yùn)行,是建設(shè)海上風(fēng)電場(chǎng)亟需解決的問(wèn)題。本文研究的TLP浮式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,可應(yīng)用于深海區(qū)域,在運(yùn)行中會(huì)受到風(fēng)、波浪、海

2、流及其他荷載的作用。在動(dòng)力荷載下,結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生明顯的動(dòng)力反應(yīng)。此時(shí)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分析、動(dòng)力穩(wěn)定將尤為重要。本文對(duì)浮式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的支撐體系的研究,通過(guò)理論分析和有限元模擬主要對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)分析:
　　(1)基于有限元分析理論,建立TLP海上風(fēng)電機(jī)支撐結(jié)構(gòu)有限元模型,對(duì)未加鋼纜及加設(shè)鋼纜模型進(jìn)行模態(tài)對(duì)比分析,并結(jié)合上部風(fēng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行共振分析。建模時(shí)考慮本文主要針對(duì)支撐部分進(jìn)行研究,故將上部風(fēng)機(jī)葉片和輪轂等效為質(zhì)量點(diǎn)與塔架頂部進(jìn)行耦合處理

3、。
　　(2)考慮了風(fēng)、波浪及海流荷載作用下,TLP支撐結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性。
　　(3)分析了TLP浮式風(fēng)電支撐結(jié)構(gòu)動(dòng)力失穩(wěn)的各種因素,采用瞬態(tài)分析法對(duì)TLP海上支撐結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行研究,得到支撐結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的位移響應(yīng)時(shí)程。
　　(4)利用PSD分析法對(duì)波浪荷載作用下的結(jié)構(gòu)進(jìn)行譜分析,提取部分節(jié)點(diǎn)的頻域響應(yīng)圖。針對(duì)較為平穩(wěn)的海流荷載,通過(guò)擬靜力分析法對(duì)結(jié)構(gòu)在該荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行比較。
　　論文采