張力腿式(TLP)海上風電支撐結(jié)構(gòu)在環(huán)境荷載下的動力特性及穩(wěn)定分析.pdf

1、風能是空氣流動所產(chǎn)生的動能,是清潔無污染的可再生能源。對風能的開發(fā)和利用,可以有效改善能源結(jié)構(gòu),提高環(huán)境質(zhì)量。海上風力發(fā)電具有陸上發(fā)電無可比擬的優(yōu)勢。
　　海上風電支撐結(jié)構(gòu)作為風力發(fā)電機組裝置的豎向支撐,關系到整個發(fā)電裝置的安全運行。海上風力發(fā)電支撐體系處在復雜的海洋環(huán)境下,如何使其在多種環(huán)境荷載的作用能夠安全有效地運行,是建設海上風電場亟需解決的問題。本文研究的TLP浮式風力發(fā)電機組,可應用于深海區(qū)域,在運行中會受到風、波浪、海

2、流及其他荷載的作用。在動力荷載下,結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生明顯的動力反應。此時結(jié)構(gòu)的動力分析、動力穩(wěn)定將尤為重要。本文對浮式風力發(fā)電機的支撐體系的研究,通過理論分析和有限元模擬主要對以下問題進行了系統(tǒng)分析:
　　(1)基于有限元分析理論,建立TLP海上風電機支撐結(jié)構(gòu)有限元模型,對未加鋼纜及加設鋼纜模型進行模態(tài)對比分析,并結(jié)合上部風機參數(shù)進行共振分析。建模時考慮本文主要針對支撐部分進行研究,故將上部風機葉片和輪轂等效為質(zhì)量點與塔架頂部進行耦合處理

3、。
　　(2)考慮了風、波浪及海流荷載作用下,TLP支撐結(jié)構(gòu)的動力特性。
　　(3)分析了TLP浮式風電支撐結(jié)構(gòu)動力失穩(wěn)的各種因素,采用瞬態(tài)分析法對TLP海上支撐結(jié)構(gòu)在風荷載作用下的動力響應進行研究,得到支撐結(jié)構(gòu)關鍵部位的位移響應時程。
　　(4)利用PSD分析法對波浪荷載作用下的結(jié)構(gòu)進行譜分析,提取部分節(jié)點的頻域響應圖。針對較為平穩(wěn)的海流荷載,通過擬靜力分析法對結(jié)構(gòu)在該荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應進行比較。
　　論文采