新型竖轴潮流能发电支撑结构的力学分析

发布时间：2017-12-16 11:19

  本文关键词：新型竖轴潮流能发电支撑结构的力学分析

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【摘要】：潮流能是清洁的可再生能源,由于广阔的开发前景而越来越受到关注。潮流发电支撑结构是潮流发电的基础,其在复杂海洋环境中的安全与稳定是保证潮流发电顺利进行的前提,也是此研究领域的新关注点。因此,对潮流发电支撑结构在海洋荷载作用下的力学、模态以及瞬态动力分析对潮流发电项目有着十分重要的意义。 本文基于国家海洋可再生能源专项资金项目“新型竖轴直驱式潮流能发电装置的研究与试验”,针对新型竖轴潮流发电支撑结构进行研究,主要研究内容包括： (1)对水文地质条件和环境荷载进行分析。确定了结构基础的约束形式、波浪和水流要素。采用莫里森方程计算静力分析中的波流荷载；对于瞬态动力分析,采用五阶Stokes波理论计算波浪时程荷载。 (2)采用通用有限元软件ANSYS,建立支撑结构的有限元模型。对三个工况下的结构进行线性静力分析计算。结果表明,结构构件满足强度要求,结构不同部分最大应力的位置均是出现在杆件连接处、约束处或是自由度耦合处。三种工况中,在第三种工况下,结构的应力和位移最大,是较为危险的情况。 (3)对危险工况即第三种工况下的结构进行几何非线性静力分析计算。结果表明,结构的应力及位移分布与线性静力分析计算结果相吻合,几何非线性静力分析的最大应力和位移比线性静力分析的结果略大。 (4)对整体支撑结构进行了模态分析。通过提取前十阶固有频率和模态振型,发现轮机达到额定功率时的振动频率小于结构固有频率的最小值。因此,结构不会发生共振。 (5)对支撑结构进行了瞬态动力分析。结果表明,结构在受到激振力一定时间后可以达到稳定振动。瞬态动力分析中的最大应力和位移要比相同工况下线性静力分析得到的结果略大。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P743;P742

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：1295839