北部灣海上單樁風(fēng)機(jī)動力響應(yīng)研究-國際機(jī)械工程

樁基產(chǎn)生交變應(yīng)力等動力響應(yīng)，為了研究北部灣海域海況下單樁風(fēng)機(jī)在環(huán)境載荷作用下海上單樁風(fēng)機(jī)的動【關(guān)鍵詞】單樁風(fēng)機(jī)；動力響應(yīng)；有限元模擬【基金項(xiàng)目】廣西北部灣海上風(fēng)電裝備環(huán)境適應(yīng)性與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)【收稿日期】2023年11月17日【出刊日期】2023年12月18日【DOI】10.12208/j.ijme.20230031StudyondynamicresponseofoffshoresingJiangmaoZhu,ZhanbinMeng*BeibuGulfUniversity,Qinzhou,GuangxiZhuangAu【Abstract】Windandwaveloadsarethemainenvironmentalloadsbornebyoffshortheactionofwindandwave,thetopofthefantowerwillvibrate,andthepilefoundationofthefanwillproducedynamicresponsessuchasenvironmentalloadsintheseaconditionsoftheBeibuGulf,Inthispaper,finiteelementmodelingbyANSYSAPDLaccordingtotheboundaryconditionsoftheBeibuGulfseaarea,andtwoworkingconditionsofthefanweresetupandselfwerestudiedrespectively,andthedcouplingmechanismofwindandwaveactiononthesinglepilefanwereobtained.【Keywords】Singlepilefan;Dynamicresponse;Finiteelementsimulation發(fā)越來越受全球所關(guān)注。海上單樁風(fēng)機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡上風(fēng)電開發(fā)的主要樁基類型。由于海上單樁風(fēng)機(jī)所處環(huán)境復(fù)雜，所以有必要開展海上單樁風(fēng)機(jī)在環(huán)境載荷作用下的動力響應(yīng)研究。目前對風(fēng)機(jī)動力響應(yīng)進(jìn)行研究有的有：陳法波和夏露[1]等將轉(zhuǎn)機(jī)機(jī)艙組件等效為集中質(zhì)量單元，并將空氣動力荷載等效為究了隨機(jī)波浪作用下單樁基礎(chǔ)海上風(fēng)機(jī)塔筒動力響以上學(xué)者對風(fēng)機(jī)的響應(yīng)沒有區(qū)分風(fēng)機(jī)工作和自存工況風(fēng)機(jī)葉片的載荷不同，本文根據(jù)廣西北部灣海域的環(huán)境條件，設(shè)置不同工況對風(fēng)浪載荷作用下海上風(fēng)機(jī)主要承受的環(huán)境載荷為風(fēng)載荷和波流波分析方法等[3]。本文采用Bladed~u（1）u~nLn：無量綱頻率參數(shù)，nu=，L1=2.329xLu，xLxL對于葉片氣動荷載的計(jì)算通常采用兩種理論，一是葉素動量理論（BEM二是采用計(jì)算流的聯(lián)合使用的一種分析風(fēng)機(jī)風(fēng)輪氣動荷載的經(jīng)典計(jì)之間沒有相互作用，通過葉片上每個葉素的所受的2LL2S作為風(fēng)機(jī)的葉片載荷施加在ANSYS海上單樁風(fēng)機(jī)除了風(fēng)載荷外，最重要的環(huán)境載荷為波浪載荷。波浪荷載與波浪的運(yùn)動情況直接相關(guān)，正確的描述波浪的波形和波浪的運(yùn)動是波浪荷Stokes波理論、流函數(shù)理論和孤立波理論等來描述風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，根據(jù)設(shè)計(jì)需求本次研究調(diào)查了北部灣海當(dāng)風(fēng)速過大是偏航系統(tǒng)會控制葉片進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，使受海上風(fēng)機(jī)的動力響應(yīng)主要表現(xiàn)為風(fēng)機(jī)的振動，大超過風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的安全風(fēng)速時(shí)，風(fēng)機(jī)葉片就會停機(jī)正常作業(yè)與風(fēng)暴自存兩種環(huán)境載荷條件對風(fēng)機(jī)振動進(jìn)行研究，下圖為風(fēng)機(jī)在不同工況下風(fēng)機(jī)塔頂?shù)奈挥娠L(fēng)機(jī)動力響應(yīng)圖可知風(fēng)機(jī)在工作工況時(shí)，風(fēng)4.8m，最大加速度為4.2m/s2。自存工風(fēng)電樁基應(yīng)力值也是動力分析重要一部分，樁基的應(yīng)力主要和位移的大小呈正相關(guān)，因此選同一獨(dú)風(fēng)作用時(shí)載荷小，證明風(fēng)浪聯(lián)合作用時(shí)樁基的應(yīng)工況下波浪載荷對樁基應(yīng)力貢獻(xiàn)比風(fēng)載荷對樁基貢1515期性；自存工況下風(fēng)機(jī)的位移響應(yīng)由風(fēng)載荷和波浪下的位移響應(yīng)大，且正常作業(yè)工況風(fēng)機(jī)塔頂會有偏[1]夏露,海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)在風(fēng)浪作用下的動力分析與疲勞分析[D].大連理工大學(xué),2012.[2]SajeerMM,MitraA,Chaanalysisofoffshorewindturbinecons