风力发电机支撑体系结构设计研究

发布时间：2017-05-26 23:14

  本文关键词：风力发电机支撑体系结构设计研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 风能是可再生的清洁能源,风力发电是缓解我国目前能源紧张和环境压力的重要手段。目前在风力发电机组设计的主要技术上,我国尚处于较低的水平,尤其是对于海上风力发电机组的支撑结构体系而言,由于缺乏足够的工程实践可供借鉴,也没有成熟的规范可供参考,其设计仍然停留在近海区域的传统支撑结构形式。本文从我国目前风力发电机组支撑结构设计的研究现状出发,通过理论分析和数值模拟,重点研究了如下几个问题: (1)根据陆上和近海地区不同的环境条件和载荷条件,深入研究了风力发电机组的上部塔架和下部基础的结构形式,并给出了其设计要点; (2)研究了风力发电机组的荷载体系,并就各种环境荷载的计算方法进行了详尽探讨; (3)针对陆上风力发电机组特点,考虑基础影响,采用有限单元法对陆上风力发电机支撑结构进行了静力分析、疲劳分析、稳定性分析、动力特性和动力响应分析; (4)在国内首次研究了海上浮动式风力发电机的支撑结构-张力腿平台(TLP),对张力腿平台的结构设计进行了探讨;采用有限元法对张力腿平台的受力、变形和稳定等进行了数值分析;并且采用流固耦合法,对结构的自振特性和波浪荷载作用下的动力响应进行了深入研究。 本文的研究揭示了不同的环境条件下陆上及海上风力发电机组支撑结构体系的动静力特性,其结论可为风力发电机组支撑结构设计提供重要参考。
【关键词】：风力发电机 塔架 有限单元法 张力腿平台 流固耦合法
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TM315
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 风力发电概述7-8
• 1.2 我国的风能利用现状8-10
• 1.3 风力发电技术的国内外研究现状10-14
• 1.4 论文研究内容14-15
• 第二章 风力发电机组的主要支撑结构形式及设计要点15-26
• 2.1 风力发电机组的主要形式15-16
• 2.2 塔架的主要结构形式及设计要点16-19
• 2.3 基础的主要形式及设计要点19-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 风力发电机组的主要荷载及设计方法26-39
• 3.1 结构安全等级26-27
• 3.2 设计工况27-28
• 3.3 设计荷载28-33
• 3.4 设计方法33-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第四章 陆上风力发电机支撑体系数值分析39-64
• 4.1 塔架静力分析39-43
• 4.2 塔架疲劳分析43-45
• 4.3 塔架稳定性分析45-49
• 4.4 塔架基础设计研究49-54
• 4.5 塔架模态分析54-57
• 4.6 塔架动力响应分析57-62
• 4.7 本章小结62-64
• 第五章 海上风力发电机支撑体系结构设计64-87
• 5.1 设计基本资料65-67
• 5.2 主要设计内容67-69
• 5.3 稳定验算69-77
• 5.4 强度验算77-80
• 5.5 考虑波浪因素影响下强度和稳定验算80-83
• 5.6 张力腿平台支撑结构数值模拟83-86
• 5.7 本章小结86-87
• 第六章 基于流固耦合的海上风力发电机支撑结构动力学分析87-103
• 6.1 流固耦合理论87-90
• 6.2 数值波模拟90
• 6.3 计算模型及参数90-92
• 6.4 动力特性分析92-98
• 6.5 波浪荷载作用下支撑体系稳定分析98-102
• 6.6 本章小结102-103
• 第七章 结论与展望103-105
• 7.1 结论103-104
• 7.2 展望104-105
• 参考文献105-109
• 发表论文和科研情况说明109-110
• 致谢110

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本文编号：398353