湍流风作用下半潜式浮式风力机基础疲劳强度评估
发布时间：2021-08-26 18:36
选取美国可再生能源实验室（NREL）公布的"5 MW baseline"风力机模型为设计依据,以其研发的用于验证海上浮式风力涡轮机的模型OC4-DeepCwind半潜式海上风力机为母型结构,根据结构的受力特点和应力分布情况,筛选易产生疲劳损伤的7个关键部位,分别建立局部有限元模型并进行网格加密处理。基于SESAM水动力分析软件和FAST风力机动载荷计算程序,对其中的目标节点进行风力机载荷单独作用下的疲劳损伤研究。研究表明,结构疲劳损伤主要发生在中立柱上部的水平撑连接处以及中立柱下部的斜撑连接处,在撑杆连接部位,一般冠点和鞍点的疲劳损伤度会相对更大。
【文章来源】：太阳能学报. 2020,41(07)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
疲劳分析关键点位置示意图
在关键部位相贯线处，每隔45°取一个热点，分别为T、TR、R、BR、B、BL、L、TL、T(T代表顶端，B代表底端，L代表左侧，R代表右侧）。所选取关键部位为结构焊接部位，在疲劳分析时，通过外插法得到焊缝趾端处的应力作为名义上的热点应力，图3为热点选取示意图。2 风力机载荷作用下的疲劳计算
本文采用NREL 5 MW三叶片风力机，风力机叶片的翼型参数和塔架参数和控制系统参数均由NREL提供。而风力机基础的质量、附加质量、阻尼、回复力矩阵和一阶波浪力传递函数等水动力参数由SESAM-Hydrod计算得到并导入到FAST-HdroDyn模块中计算风力机基础的动力响应，AeroDyn的湍流风场则由Turbsim生成。由Turbsim生成湍流风载荷，风速谱选用Kaimal谱，湍流强度特征值取0.12，生成对应于轮毂处风速分别为4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24 m/s的风速时间历程，图4为其中4个湍流风速时间历程。利用生成的风速时程，将风速导入FaST软件中，由Fast生成塔筒底部的6个自由度的风力机载荷，图5分别给出平均风速6、12、18、24 m/s风向为0°时的塔筒底部风力机载荷6个分量。
本文编号：3364757
【文章来源】：太阳能学报. 2020,41(07)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
疲劳分析关键点位置示意图
在关键部位相贯线处，每隔45°取一个热点，分别为T、TR、R、BR、B、BL、L、TL、T(T代表顶端，B代表底端，L代表左侧，R代表右侧）。所选取关键部位为结构焊接部位，在疲劳分析时，通过外插法得到焊缝趾端处的应力作为名义上的热点应力，图3为热点选取示意图。2 风力机载荷作用下的疲劳计算
本文采用NREL 5 MW三叶片风力机，风力机叶片的翼型参数和塔架参数和控制系统参数均由NREL提供。而风力机基础的质量、附加质量、阻尼、回复力矩阵和一阶波浪力传递函数等水动力参数由SESAM-Hydrod计算得到并导入到FAST-HdroDyn模块中计算风力机基础的动力响应，AeroDyn的湍流风场则由Turbsim生成。由Turbsim生成湍流风载荷，风速谱选用Kaimal谱，湍流强度特征值取0.12，生成对应于轮毂处风速分别为4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24 m/s的风速时间历程，图4为其中4个湍流风速时间历程。利用生成的风速时程，将风速导入FaST软件中，由Fast生成塔筒底部的6个自由度的风力机载荷，图5分别给出平均风速6、12、18、24 m/s风向为0°时的塔筒底部风力机载荷6个分量。
本文编号：3364757
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