H型浮式垂直轴风力机刚—柔耦合多体动力学建模及仿真

发布时间：2023-05-07 01:17

　　采用多体动力学方法研究了H型浮式垂直轴风力机的动力特性。将风力机叶片和塔柱处理为柔性体,浮式基础处理为刚性体,考虑柔性体的非线性变形,由拉格朗日第二类方程建立了浮式风力机系统的非线性刚—柔耦合多体动力学方程。系统载荷包括浮式基础受的波浪力、风机叶片旋转时受到的气动载荷、塔柱受到的风压载荷、系泊力以及系统阻尼力。编制了模拟系统响应的数值计算程序,该程序可以考虑浮式风力机系统的刚—柔耦合和气动力—水动力耦合效应。以5 MW风力机为例,计算了叶片的固有频率;分析转速对叶片固有频率的影响;计算风、浪联合作用下浮式风力机系统的动力响应。结果表明,随着风机转速的增加,叶片切向固有频率增加、法向固有频率减小;在风、浪联合作用下,浮式基础运动以波浪频率为主,气动载荷贡献较小。

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【文章目录】：
1 风力机系统刚—柔耦合动力学模型
    1.1 系统坐标系及空间位置关系
    1.2 风力机系统动能和势能
    1.3 柔性结构模态
    1.4 耦合动力学方程
2 风力机系统主动力分析
    2.1 浮式基础水动力
    2.2 浮式基础回复力
    2.3 塔柱所受风压载荷
    2.4 气动载荷
3 数值仿真与结果分析
    3.1 浮式风力机系统参数
    3.2 风力机叶片自由振动分析
    3.3 浮式基础在风浪作用下的运动分析
4 结语



本文编号：3809963