隨著環(huán)境問題的日益突出,傳統(tǒng)能源的日益枯竭,世界各國對可再生能源,特別是風能的開發(fā)利用越來越重視。海上風機結構所處的海洋環(huán)境十分復雜和惡劣,承受著多種隨時間和空間變化的隨機荷載,如風、波浪、海冰的作用,有時還受到地震作用的威脅。海上風機結構由葉片、機身、塔架和基礎構成,振動特性復雜,因此對海洋環(huán)境下海上風機進行動力特性分析,對保證其安全有著重要的理論意義,對海上風力發(fā)電事業(yè)具有重大的實際應用價值。 本文重點研究了1.5MW海上風機的動力特性,所開展的主要工作包括： 首先,介紹了風機的基本工作理論,根據(jù)風機空氣動力學理論進行葉素的空氣動力學特性分析,介紹了當前常用的幾種風機葉片設計模型。 其次,基于ANSYS的參數(shù)化設計語言(APDL)開發(fā)了風機葉片的幾何建模模塊,解決了海上風機建模中最困難的問題,在此基礎上分別建立了風輪、機艙、塔架和基礎的海上風機有限元單體和整體模型,為后續(xù)的動力學分析奠定了基礎。 最后,分別對風機葉片、渦輪機、塔架和基礎、集中質(zhì)量模型以及風機整體進行了模態(tài)分析,計算得到了結構的振動特性,并探討了外部荷載作用下結構的動力效應。 綜上所述,本文主要介紹了近海風力機的基本...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 海上風力發(fā)電的現(xiàn)狀及特點
        1.2.1 國外海上風力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)海上風力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 海上風力發(fā)電的技術特點
    1.3 海上風力機的基本概念
        1.3.1 風力機的型式和特點
        1.3.2 海上風機塔身結構形式和特點
        1.3.3 海上風機基礎的形式和特點
        1.3.4 風力機機艙
        1.3.5 風力機葉片
    1.4 翼型基本知識
        1.4.1 翼型的幾何參數(shù)
        1.4.2 翼型的空氣動力特性
        1.4.3 翼型的分類
    1.5 海上風力發(fā)電的研究現(xiàn)狀
        1.5.1 葉片的設計理論和空氣動力分析方法研究
        1.5.2 風力機葉片的建模及動力特性分析研究
        1.5.3 支撐結構的動力研究成果
    1.6 本文的研究目的和內(nèi)容
2 風機葉片設計的基本理論和步驟
    2.1 風力機葉片設計理論
        2.1.1 貝茲理論
        2.1.2 渦流理論
        2.1.3 葉素動量理論
    2.2 葉片設計參數(shù)
    2.3 葉片設計模型
    2.4 葉片設計步驟
    2.5 本章小結
3 海上風機有限元建模
    3.1 葉片有限元建模
        3.1.1 ANSYS參數(shù)化設計語言(APDL)簡介
        3.1.2 葉片參數(shù)化建模
    3.2 渦輪機有限元建模
    3.3 海上風機整體模型
        3.3.1 樁—土相互作用計算理論
        3.3.2 樁—土相互作用計算模型
        3.3.3 風機整體模型
    3.4 集中質(zhì)量模型
    3.5 本章小結
4 海上風機結構動力反應分析
    4.1 海上風機結構模態(tài)分析
        4.1.1 模態(tài)分析基本理論
        4.1.2 葉片的模態(tài)分析
        4.1.3 渦輪機的模態(tài)分析
        4.1.4 海上風機整體模態(tài)分析
        4.1.5 集中質(zhì)量模型的模態(tài)分析
    4.2 環(huán)境荷載作用下風機動力特性分析
        4.2.1 單自由度體系運動響應分析
        4.2.2 動力放大效應分析
    4.3 海上風機結構瞬態(tài)動力反應分析
        4.3.1 瞬態(tài)動力分析基本理論
        4.3.2 地震荷載激勵下海上風機結構的瞬態(tài)動力分析
    4.4 擬靜力反應分析
    4.5 本章小結
5 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 研究工作展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：3801214