海上風(fēng)能作為我國應(yīng)對能源和環(huán)境挑戰(zhàn)、實(shí)施低碳能源戰(zhàn)略的重要組成部分,近年來得到了國家的大力支持。海上風(fēng)電場規(guī)劃建設(shè)面臨的復(fù)雜環(huán)境條件,將成為海上風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)�，F(xiàn)階段,固定式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核多采用半整體方法。該方法無法充分考慮海洋環(huán)境荷載、風(fēng)機(jī)運(yùn)行控制策略以及風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)反應(yīng)之間的耦合效應(yīng),比如風(fēng)機(jī)氣動(dòng)阻尼效應(yīng)對于波浪荷載作用下海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響、波浪荷載和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)對于上部空氣動(dòng)力荷載的影響。針對目前海上風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)方法的不足,本文基于海上風(fēng)機(jī)整體耦合模型,充分考慮環(huán)境荷載耦合效應(yīng)對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)疲勞應(yīng)力時(shí)程的影響,以我國某海域規(guī)劃海上風(fēng)電場實(shí)測海洋環(huán)境為背景,開展了隨機(jī)風(fēng)浪作用下海上風(fēng)機(jī)疲勞反應(yīng)分析。通過與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的對比,驗(yàn)證了整體耦合分析方法在固定式海上風(fēng)機(jī)疲勞極限狀態(tài)安全評價(jià)中的應(yīng)用價(jià)值。本文開展的主要研究包括:（1）基于NREL 5MW基準(zhǔn)風(fēng)機(jī)和我國某海域?qū)嶋H5MW海上風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)得到本次研究的樣本風(fēng)機(jī)。（2）建立包含氣彈-伺服-水動(dòng)-彈性的樣本風(fēng)機(jī)整體耦合模型,驗(yàn)證環(huán)境荷載耦合效應(yīng)對于結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響。（3）開展隨機(jī)風(fēng)場作用下樣本風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)疲勞反應(yīng)分析,系統(tǒng)... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 風(fēng)浪作用下海上風(fēng)機(jī)動(dòng)力反應(yīng)分析
        1.2.2 海上風(fēng)機(jī)耦合效應(yīng)研究
        1.2.3 海上風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞分析
    1.3 研究目標(biāo)及研究方案
2 樣本風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)及環(huán)境荷載參數(shù)
    2.1 樣本風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)
        2.1.1 NREL5MW基準(zhǔn)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)
        2.1.2 樣本風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)
    2.2 環(huán)境荷載模型
        2.2.1 隨機(jī)風(fēng)場模型
        2.2.2 空氣動(dòng)力荷載計(jì)算基本理論
        2.2.3 波浪荷載基本理論
    2.3 環(huán)境荷載參數(shù)及設(shè)計(jì)組合工況
        2.3.1 環(huán)境荷載參數(shù)
        2.3.2 設(shè)計(jì)組合工況
    2.4 本章小結(jié)
3 樣本風(fēng)機(jī)整體耦合動(dòng)力反應(yīng)分析
    3.1 樣本風(fēng)機(jī)整體耦合模型
        3.1.1 整體結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程
        3.1.2 耦合反應(yīng)分析流程
    3.2 樣本風(fēng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性研究
    3.3 樣本風(fēng)機(jī)整體耦合動(dòng)力反應(yīng)分析
        3.3.1 穩(wěn)態(tài)風(fēng)浪作用工況
        3.3.2 隨機(jī)風(fēng)浪作用工況
    3.4 本章小結(jié)
4 海上風(fēng)機(jī)時(shí)域疲勞分析影響參數(shù)研究
    4.1 海上風(fēng)機(jī)時(shí)域疲勞累積計(jì)算方法
        4.1.1 FAST-SACS聯(lián)合分析接口
        4.1.2 雨流計(jì)數(shù)法
        4.1.3 S-N曲線
        4.1.4 疲勞累積準(zhǔn)則
    4.2 隨機(jī)風(fēng)場作用下疲勞累積影響參數(shù)研究
        4.2.1 初始反應(yīng)時(shí)長影響
        4.2.2 計(jì)算步長影響
        4.2.3 隨機(jī)種子數(shù)量影響
    4.3 本章小結(jié)
5 海上風(fēng)機(jī)整體耦合與半整體疲勞分析模型對比
    5.1 樣本風(fēng)機(jī)半整體模型
        5.1.1 結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程
        5.1.2 Craig-Bampton縮聚方法
        5.1.3 半整體模型分析流程
    5.2 整體耦合模型和半整體模型對比
        5.2.1 隨機(jī)風(fēng)速時(shí)程
        5.2.2 半整體和整體模型風(fēng)機(jī)荷載對比
        5.2.3 整體耦合和半整體模型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)力對比
    5.3 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)桿件疲勞損傷計(jì)算
    5.4 本章小結(jié)
6 海上風(fēng)機(jī)時(shí)域疲勞分析耦合效應(yīng)研究
    6.1 研究方法
        6.1.1 Mlife簡介
        6.1.2 基于整體耦合模型的時(shí)域疲勞計(jì)算方案
    6.2 基于整體耦合模型的時(shí)域疲勞分析
        6.2.1 環(huán)境荷載耦合效應(yīng)影響研究
        6.2.2 風(fēng)浪聯(lián)合作用方向影響研究
    6.3 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 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


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]海上張力腿式風(fēng)機(jī)支撐結(jié)構(gòu)疲勞壽命分析[D]. 劉暢.江蘇科技大學(xué) 2016
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[6]海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)管節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中系數(shù)研究[D]. 李娜.大連理工大學(xué) 2014
[7]海上風(fēng)機(jī)三腳架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)分析[D]. 明小燕.大連理工大學(xué) 2013
[8]海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)在風(fēng)浪作用下的動(dòng)力分析與疲勞分析[D]. 夏露.大連理工大學(xué) 2012
[9]大型海上風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動(dòng)力特性研究[D]. 丁明華.大連理工大學(xué) 2011
[10]海上風(fēng)電單立柱三樁結(jié)構(gòu)動(dòng)力耦合分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 王鵬.中國海洋大學(xué) 2011



本文編號：3440865