海上風(fēng)力機(jī)非定常載荷及非線性動態(tài)響應(yīng)研究.pdf

1、海上風(fēng)力機(jī)受到各種非定常因素和耦合效應(yīng)的作用，整機(jī)動態(tài)響應(yīng)準(zhǔn)確預(yù)測難度很大。將氣動、結(jié)構(gòu)和水動等學(xué)科結(jié)合起來，充分考慮各個因素的影響，對于提高海上風(fēng)力機(jī)設(shè)計水平和計算準(zhǔn)確性，具有重要意義。
　　本文根據(jù)風(fēng)力機(jī)設(shè)計過程，考慮非定常工況，對風(fēng)輪氣動結(jié)構(gòu)耦合、風(fēng)輪塔架耦合、以及整機(jī)動態(tài)響應(yīng)等方面進(jìn)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(fēng)力機(jī)在剪切風(fēng)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(yīng)，結(jié)構(gòu)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(jìn)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(gòu)建非線性動力學(xué)方程。采用Newmark直接積分法進(jìn)行時間步進(jìn)，采用修正的Newton-Raphson方法在每個時間步內(nèi)進(jìn)行迭代求解。對氣動和結(jié)構(gòu)進(jìn)行耦合計算，對比線性與幾何非線性動態(tài)響應(yīng)，分析了非線性計算的準(zhǔn)確性與必要性。
　　針對海上風(fēng)力機(jī)。采用線性波和頻譜函數(shù)模擬波浪運(yùn)動