暴風雨作用下大功率風力機的隨機振動及倒塌機理研究

《暴風雨作用下大功率風力機的隨機振動及倒塌機理研究》是依託浙江大學，由王振宇擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：暴風雨作用下大功率風力機的隨機振動及倒塌機理研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：王振宇
• 項目類別：面上項目

項目摘要

風電資源開發具有廣闊前景，然而作為一種新型特種結構，大功率風力機的結構設計規範還很不健全。針對當前風力機倒塌破壞事故日益增多的現狀，將剛-柔多體系統動力學的建模理論拓展到風力機工程領域，探索風力機的剛-柔多體系統建模方法及高效穩定數值算法，掌握大功率風力機的動力特性。開展風力機的氣彈模型風洞試驗，研究暴風雨作用下風力機的荷載模式和作用機制。針對大功率風力機的強非線性特點，開發隨機荷載作用下振動回響的隨機等效線性化分析方法；建立風力機塔筒在強暴風雨荷載下的動力失效準則，結合風力機典型案例調查和實測驗證，闡明風力機的破壞和倒塌機理；尋求有效的風力機塔筒最佳化方案和抗倒塌措施。研究成果在風力機剛-柔多體系統分析方法、非線性結構的隨機振動回響分析方法、極端荷載下風力機的破壞倒塌機理等方面具有一定的創新性。對於逐步完善我國風力機結構分析方法，提高我國風電行業技術水平具有重要意義。

結題摘要

風電資源開發具有廣闊前景，作為一種新型結構，風力發電機塔筒在風荷載下的振動回響受到關注。基於剛-柔多體系統理論，建立大功率風機塔筒的動力分析模型，掌握其動力特性變化規律；基於Davenport譜和颱風風譜分別模擬良態風和颱風風速時程，採用葉素動量理論進行風機葉片荷載模擬，採用M-P雨滴譜進行雨荷載模擬，建立風機塔筒在強暴風雨下的荷載組合、動力回響計算方法及失效準則，闡明風機塔筒破壞機理；針對索塔型風力發電機，對比分析了其風振特點，提出基於隨機平均法和動態規劃原理的最優控制策略和求解方法；開展了海上單樁、三樁和群樁風電基礎結構最佳化和疲勞評價；通過風機振動監測對數值計算模型進行了驗證。研究成果在暴風雨作用下的風振分析、倒塌機理等方面具有創新性，對於提高我國風電結構技術水平具有積極意義。