考慮大氣穩(wěn)定度和海氣交換的海上風(fēng)機葉片疲勞特性研究.pdf

1、由于海面場地開曠，海上環(huán)境對風(fēng)場干擾小，風(fēng)場穩(wěn)定，海上風(fēng)能資源豐富。因此，國家近幾年對海上風(fēng)電項目加大了發(fā)展推廣力度，同時對海上風(fēng)力機的性能也提出了更高的要求。疲勞破壞是風(fēng)力機的主要破壞形式，本文深入研究風(fēng)力機周圍風(fēng)場特性，通過考慮大氣穩(wěn)定度和海氣交換作用對海面風(fēng)場平均和脈動特性產(chǎn)生的影響，以及風(fēng)機葉片旋轉(zhuǎn)效應(yīng)對風(fēng)力機動力載荷特性產(chǎn)生的影響，進而對海上風(fēng)力機的疲勞特性展開研究。
　　對海上風(fēng)力機進行疲勞特性分析的關(guān)鍵是準確地刻畫出

2、風(fēng)力機周圍風(fēng)場平均和脈動特性，眾所周知，平均風(fēng)速剖面和脈動風(fēng)速譜是描述風(fēng)場特性的重要因素，現(xiàn)場實測則是風(fēng)特性分析的重要途徑，本文基于近海區(qū)域常態(tài)風(fēng)和臺風(fēng)的實測資料，探討了大氣穩(wěn)定度和海氣交換作用對平均風(fēng)速剖面的影響，通過對對數(shù)律平均風(fēng)剖面模型進行修正，建立了近海風(fēng)場平均風(fēng)剖面的模型。同時，為了剖析新模型的各個參數(shù)對風(fēng)速剖面的影響，對模型參數(shù)進行了敏感性分析。
　　對風(fēng)力機葉片，本文從頻域角度出發(fā)，通過研究旋轉(zhuǎn)效應(yīng)對風(fēng)力機葉片的脈動

3、風(fēng)速譜的影響，推導(dǎo)了葉片上任意一點的旋轉(zhuǎn)Fourier自譜和互譜的表達式?；趯Ρ葘崪y數(shù)據(jù)，確定旋轉(zhuǎn)Fourier譜中的脈動風(fēng)速譜和相干函數(shù)參數(shù)，同時，對旋轉(zhuǎn)Fourier譜參數(shù)進行了敏感性分析，剖析譜參數(shù)對旋轉(zhuǎn)Fourier譜產(chǎn)生的影響。
　　根據(jù)對海上風(fēng)力機風(fēng)場的研究成果，揭示了考慮大氣穩(wěn)定度和海氣交換作用下風(fēng)力機的疲勞特性。首先基于海面平均風(fēng)速剖面和旋轉(zhuǎn)Fourier譜模型，通過諧波疊加法模擬出風(fēng)力機周圍的風(fēng)場特性。然后通過