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1、隨著常規(guī)能源過度消耗和環(huán)境污染問題日益突出,能源消耗與環(huán)境保護(hù)的壓力使得各國(guó)政府加大了對(duì)清潔的新能源和可再生能源的投入。風(fēng)能作為一種可再生能源受到了越來越多國(guó)家的重視。海上風(fēng)力資源豐富,比陸地風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)能大,對(duì)環(huán)境的影響小,因此海上風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)力發(fā)電的新趨勢(shì)。 海上風(fēng)力發(fā)電塔架是一種高聳結(jié)構(gòu),其高寬比較大,結(jié)構(gòu)抗彎剛度相對(duì)較柔,在橫向荷載(尤其是風(fēng)荷載)作用下,容易產(chǎn)生較大的振動(dòng),導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的疲勞和破壞,威脅結(jié)構(gòu)的安全。通過振動(dòng)控
2、制方法抑制塔架的振動(dòng),是海上風(fēng)力發(fā)電研究的重要內(nèi)容。 不同于普通結(jié)構(gòu)減振,高聳結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的核心問題是利用結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制理論,改變傳統(tǒng)地加強(qiáng)承重結(jié)構(gòu)以抵抗風(fēng)振或地震的思路,而采用某種控制裝置施加控制力,抑制結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)。在眾多的被動(dòng)控制方法中,TMD和MTMD是最為普遍的一種,也最具有實(shí)用價(jià)值和工程應(yīng)用前景。 海上風(fēng)力發(fā)電塔架受風(fēng)力等級(jí)影響會(huì)調(diào)整自身狀態(tài)以保障基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全,使得結(jié)構(gòu)自身的固有頻率發(fā)生變化。傳統(tǒng)TMD因其
3、控制頻率的單一性顯然不能滿足多工作頻率的結(jié)構(gòu)減振要求。MTMD雖然可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)頻率的控制,但其結(jié)構(gòu)龐大,安裝復(fù)雜,且非工作部分會(huì)對(duì)振動(dòng)控制產(chǎn)生干擾。 本論文在前人研究成果基礎(chǔ)上,考慮特殊環(huán)境下多工作頻率結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制要求,提出了“自適應(yīng)變頻TMD”的概念。自適應(yīng)TMD的概念既保留了MTMD多工作頻率的優(yōu)勢(shì),同時(shí)是單TMD系統(tǒng),安裝、維護(hù)簡(jiǎn)單。本文對(duì)自適應(yīng)變頻TMD系統(tǒng)的原理進(jìn)行了詳盡的闡述,并對(duì)此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究。
4、具體研究?jī)?nèi)容如下: 1.在了解已有結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)基礎(chǔ)上,借鑒TMD及MTMD的優(yōu)點(diǎn),提出一種新型的減振裝置-自適應(yīng)變頻TMD控制裝置。這種新型裝置能夠克服傳統(tǒng)TMD控制頻率的單一性,通過調(diào)諧自身頻率與結(jié)構(gòu)的各個(gè)工作頻率相適應(yīng),適用于多頻率工作結(jié)構(gòu)的減振。 2.詳細(xì)闡述自適應(yīng)變頻TMD的工作原理,并通過數(shù)值模擬與物模實(shí)驗(yàn)研究其可行性。結(jié)果表明,這種新方法能夠突破現(xiàn)有TMD的局限性,可用于有多個(gè)工作頻率的工程結(jié)構(gòu)減振。
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