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

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.

关键词：风力机、塔架、地震、动力学响应、混沌特征

所属期刊栏目：38

分类号：TK83(风能、风力机械)

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

在线出版日期：2019-07-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：57-64