【摘要】：渤海地區(qū)具有豐富的風資源、良好的電網條件和龐大的用電需求,成為我國海上風電產業(yè)發(fā)展中十分具有戰(zhàn)略價值的地區(qū)。但是,渤海相對于我國其他沿海地區(qū)所特有的冬季海冰作用,對于海上風電結構物來說是一個巨大的挑戰(zhàn)。如何克服寒區(qū)海域冬季海冰侵襲的威脅,保證海上風電安全、高效、長期地運行,就成為制約渤海海域海上風能利用的關鍵問題。本文基于上述背景,采用數值模擬的方法,對于渤海某桁架式海上風電結構及葉片的冰激振動響應進行了深入探討。本文準確模擬了風機整體不同部分的結構特征,并對非線性樁土系統(tǒng)和葉片的質量和剛度特性進行了細致把握,同時根據目標海域冰情條件,設置了合理的冰載荷分析工況和動冰力載荷時程。對于整體結構進行了時域下的瞬態(tài)動力分析。對結果的分析表明:整體風機結構不同部分對于不同冰載荷會表現出不同的動力響應特征。葉片結構對高頻振動能量非常敏感,吸收下部結構的低頻能量輸入后容易激發(fā)出高頻振動響應。葉片在冰激振動下的位移響應會造成風輪旋轉平面的變形,速度響應會對其局部風速產生影響。本文通過對于葉片冰激振動下的振動響應規(guī)律進行分析,進而對于空氣動力場隨冰條件的變化情況進行探討。
【圖文】：

圖 1-1 2011 至 2015 年全球海上風電累積裝機容量示意圖[8]我國地處亞歐大陸東部，太平洋西岸，氣候受大陸 大洋的影響非常顯于典型的季風性氣候[9] 受到冬夏兩季季風的交替影響，以及夏季臺風及熱壓的頻繁作用，我國東部沿海地區(qū)有著較好的風能資源儲備 同時我國海岸長，沿海區(qū)域面積廣闊，為海上風電的發(fā)展提供了充足的空間[10][11] 根據中象局 2014 年公布的調查結果，中國達到 3 級以上風能資源的近海 100 m 高可滿足風電裝機需求約 500 GW，其中水深在 5~25 m 范圍內可開發(fā)的風電約為 190GW[12][13] 我國風電產業(yè)發(fā)展歷史較短，2007 年末，，利用廢棄的平構作為風電機組的支撐結構，我國安裝了首個海上風力發(fā)電機組，這成為我上風電從理論研究邁向工程實踐的標志性事件[14] 上海東海大橋海上風電項于東海大橋東側 1.0km，場址范圍海域面積 14km2，總裝機容量 102MW， 34 臺 3 MW 風電機組，設計年發(fā)電量為 2.67 億千瓦時，2010 年 6 月全部發(fā)電 該項目結合現實海域土壤水文條件 施工作業(yè)水平和可靠度 經濟性標，在全球范圍內首次采用高樁混凝土承臺基礎方案作為海上風機基礎結

第 2 章 冰與海上風電結構的相互作用海上風電工程結構海上風電結構的主要作用在于將風機固定在一定位置，并將風機及支受到的載荷傳遞至海底，保證風機及相應設備在設計條件下能夠正常一定期限 同時能夠將電能以適當方式輸出，并為檢查 維護等作業(yè)從結構上看，海上風電結構可以分為兩個部分，即風機結構和支撐結構包括風輪（葉片和輪轂等部分）和機艙（包括發(fā)電機 變速箱 齒系統(tǒng) 偏航系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng) 傳動系統(tǒng) 檢測系統(tǒng)等部分） 支撐結塔架 下部結構（或基礎結構）和基礎[27] 圖 2-1 顯示的是海上風電部分情況
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P752;TK83

【參考文獻】

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本文編號：2690233