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湍流风与地震联合作用下风力机塔架振动非线性特征研究

论文摘要

为研究湍流风与地震联合作用下大型风力机塔架动力学响应非线性特性,以NREL 5 MW风力机为研究对象,基于模态截断法建立塔架模型,在考虑土体-结构耦合的基础上,通过开源软件FAST预留接口开发地震载荷计算模块。基于标准地震反应谱获得150组不同强度的地震,与额定风速的湍流风联合作用于风力机,研究发现:地震作用对塔架加速度影响较大,塔顶来流方向振动受湍流风影响较大,地震激励引起的振动能量可通过气动阻尼耗散,而塔顶侧向振动能量只能通过结构阻尼耗散,侧向塔顶振动频率主要为风力机结构一阶固有频率。此外,基于混沌理论,采用相图法和最大Lyapunov指数法从定性和定量两个角度分析了塔顶位移的非特性特征。结果表明:不同工况下塔顶位移时间序列的三维相图呈现出奇异性且最大Lyapunov指数均大于0,说明塔顶位移响应信号具有混沌特征。

论文目录

  • 1 研究对象及仿真模型
  •   1.1 研究对象
  •   1.2 土体-结构耦合模型
  •   1.3 塔架动力学模型
  • 2 湍流风场与地震运动
  •   2.1 湍流风场
  •   2.2 地震运动
  • 3 塔架响应信号非线性分析方法
  •   3.1 相图法
  •   3.2 最大Lyapunov指数
  • 4 结果分析
  •   4.1 时域响应
  •   4.2 塔顶动态响应分析
  •   4.3 塔顶振动信号非线性分析
  • 5 结 论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 邹锦华,杨阳,李春,刘中胜,袁全勇

    关键词: 风力机,塔架,地震,动力学响应,混沌特征

    来源: 振动与冲击 2019年07期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 电力工业

    单位: 上海理工大学能源与动力工程学院,上海市动力工程多相流动与传热重点实验室

    基金: 国家自然科学基金(51676131,51176129,51176129),上海市科委资助项目(13DZ2260900)

    分类号: TM315

    DOI: 10.13465/j.cnki.jvs.2019.07.009

    页码: 57-64

    总页数: 8

    文件大小: 1970K

    下载量: 172

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/287deed170298410dc181e0c.html