本文關鍵詞：新型豎軸潮流能發(fā)電支撐結構的力學分析

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【摘要】：潮流能是清潔的可再生能源,由于廣闊的開發(fā)前景而越來越受到關注。潮流發(fā)電支撐結構是潮流發(fā)電的基礎,其在復雜海洋環(huán)境中的安全與穩(wěn)定是保證潮流發(fā)電順利進行的前提,也是此研究領域的新關注點。因此,對潮流發(fā)電支撐結構在海洋荷載作用下的力學、模態(tài)以及瞬態(tài)動力分析對潮流發(fā)電項目有著十分重要的意義。 本文基于國家海洋可再生能源專項資金項目“新型豎軸直驅式潮流能發(fā)電裝置的研究與試驗”,針對新型豎軸潮流發(fā)電支撐結構進行研究,主要研究內(nèi)容包括： (1)對水文地質(zhì)條件和環(huán)境荷載進行分析。確定了結構基礎的約束形式、波浪和水流要素。采用莫里森方程計算靜力分析中的波流荷載；對于瞬態(tài)動力分析,采用五階Stokes波理論計算波浪時程荷載。 (2)采用通用有限元軟件ANSYS,建立支撐結構的有限元模型。對三個工況下的結構進行線性靜力分析計算。結果表明,結構構件滿足強度要求,結構不同部分最大應力的位置均是出現(xiàn)在桿件連接處、約束處或是自由度耦合處。三種工況中,在第三種工況下,結構的應力和位移最大,是較為危險的情況。 (3)對危險工況即第三種工況下的結構進行幾何非線性靜力分析計算。結果表明,結構的應力及位移分布與線性靜力分析計算結果相吻合,幾何非線性靜力分析的最大應力和位移比線性靜力分析的結果略大。 (4)對整體支撐結構進行了模態(tài)分析。通過提取前十階固有頻率和模態(tài)振型,發(fā)現(xiàn)輪機達到額定功率時的振動頻率小于結構固有頻率的最小值。因此,結構不會發(fā)生共振。 (5)對支撐結構進行了瞬態(tài)動力分析。結果表明,結構在受到激振力一定時間后可以達到穩(wěn)定振動。瞬態(tài)動力分析中的最大應力和位移要比相同工況下線性靜力分析得到的結果略大。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：P743;P742

【參考文獻】

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本文編號：1295839