海上風力機非定常載荷及非線性動態(tài)響應研究.pdf

1、海上風力機受到各種非定常因素和耦合效應的作用，整機動態(tài)響應準確預測難度很大。將氣動、結構和水動等學科結合起來，充分考慮各個因素的影響，對于提高海上風力機設計水平和計算準確性，具有重要意義。
　　本文根據(jù)風力機設計過程，考慮非定常工況，對風輪氣動結構耦合、風輪塔架耦合、以及整機動態(tài)響應等方面進行研究。
　　針對非定常工況，采用自由渦尾跡方法，計算了大型風力機在剪切風和動態(tài)偏航等工況下的載荷與尾跡發(fā)展。
　　針對葉片動態(tài)響

2、應，結構計算采用有限元方法，將葉片簡化為梁模型，采用Galerkin方法和Hamilton原理對其進行幾何非線性分析。計算非線性全量剛度矩陣和切線剛度矩陣，構建非線性動力學方程。采用Newmark直接積分法進行時間步進，采用修正的Newton-Raphson方法在每個時間步內進行迭代求解。對氣動和結構進行耦合計算，對比線性與幾何非線性動態(tài)響應，分析了非線性計算的準確性與必要性。
　　針對海上風力機。采用線性波和頻譜函數(shù)模擬波浪運動