提出利用碰撞调谐质量阻尼器(Pounding Tuned Mass Damper,PTMD)控制近海单桩风力涡轮机塔身在风浪联合作用下的结构振动。为此,利用拉格朗日方程推导风浪联合作用下风机与PTMD的耦合动力方程并据此分析了相关控制效果。具体而言,结构...提出利用碰撞调谐质量阻尼器(Pounding Tuned Mass Damper,PTMD)控制近海单桩风力涡轮机塔身在风浪联合作用下的结构振动。为此,利用拉格朗日方程推导风浪联合作用下风机与PTMD的耦合动力方程并据此分析了相关控制效果。具体而言,结构模型方面,以美国国家可再生能源实验室(NREL)的5 MW基准单桩海上风力涡轮机为研究对象,利用非线性黏弹性模型描述阻尼装置的碰撞过程,并在塔体模型中考虑基础土壤效应。风浪外荷载方面,采用考虑普朗特叶尖损失因子(Prandtl’s Tip Loss Factor)和格劳厄特校正(Glauert Correction)的叶素动量法计算风湍流作用在叶片上的气动荷载,并利用Morison方程计算满足JONSWAP谱的随机波浪荷载。研究发现,碰撞调谐质量阻尼器对塔顶响应的控制效果较好;引入的碰撞机制使调谐质量阻尼器鲁棒性提高,使之在参数失调的情况下仍能保持较好的振动控制效果。展开更多
针对近海风机在风、波浪和地震3种载荷作用下的振动控制问题,提出了基于磁流变弹性体(magnetorheological elastomer,MRE)调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)的海上风机半主动控制方法。首先,介绍了MRE的变刚度磁致力学特性及面向...针对近海风机在风、波浪和地震3种载荷作用下的振动控制问题,提出了基于磁流变弹性体(magnetorheological elastomer,MRE)调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)的海上风机半主动控制方法。首先,介绍了MRE的变刚度磁致力学特性及面向海上减振需求的MRE-TMD结构设计原理;其次,建立了海上风机-TMD动力学模型,计算了风、波浪及地震激励载荷;再次,应用半主动控制算法跟踪识别风机塔筒顶端响应的频率,实时调节MRE-TMD的刚度,进而对海上风机进行振动控制。通过分析导管架式近海风机在多种载荷作用下的动力响应可知,采用基于MRE-TMD的控制方法能够有效衰减导管架式海上风机在多种载荷作用下的振动响应。与被动TMD相比,MRE-TMD具有较好的减振效果,为海上风机振动控制提供了一种新的解决思路。展开更多
以美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory,NREL)的5MW海上单桩风力发电机为研究对象,研究了环境荷载作用下近海单桩风机的振动特性问题。首先基于Jonswap谱分析法建立了海上风机所受的随机波浪力模型。采用Mor...以美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory,NREL)的5MW海上单桩风力发电机为研究对象,研究了环境荷载作用下近海单桩风机的振动特性问题。首先基于Jonswap谱分析法建立了海上风机所受的随机波浪力模型。采用Morison方程计算近海单桩风力机的波浪力,利用谱表现法模拟出满足相应波谱的波浪时程样本。基于Kaimal湍流谱模型模拟了风机的脉动风荷载,利用叶素动量理论确定了风机气动荷载。考虑了风机所受的土壤作用力并给出了土壤效应的分析计算方法。结果表明,环境荷载作用下近海单桩风机动力响应复杂,必须充分考虑风、浪、土壤等多种效应的影响。展开更多
文摘提出利用碰撞调谐质量阻尼器(Pounding Tuned Mass Damper,PTMD)控制近海单桩风力涡轮机塔身在风浪联合作用下的结构振动。为此,利用拉格朗日方程推导风浪联合作用下风机与PTMD的耦合动力方程并据此分析了相关控制效果。具体而言,结构模型方面,以美国国家可再生能源实验室(NREL)的5 MW基准单桩海上风力涡轮机为研究对象,利用非线性黏弹性模型描述阻尼装置的碰撞过程,并在塔体模型中考虑基础土壤效应。风浪外荷载方面,采用考虑普朗特叶尖损失因子(Prandtl’s Tip Loss Factor)和格劳厄特校正(Glauert Correction)的叶素动量法计算风湍流作用在叶片上的气动荷载,并利用Morison方程计算满足JONSWAP谱的随机波浪荷载。研究发现,碰撞调谐质量阻尼器对塔顶响应的控制效果较好;引入的碰撞机制使调谐质量阻尼器鲁棒性提高,使之在参数失调的情况下仍能保持较好的振动控制效果。
文摘针对近海风机在风、波浪和地震3种载荷作用下的振动控制问题,提出了基于磁流变弹性体(magnetorheological elastomer,MRE)调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)的海上风机半主动控制方法。首先,介绍了MRE的变刚度磁致力学特性及面向海上减振需求的MRE-TMD结构设计原理;其次,建立了海上风机-TMD动力学模型,计算了风、波浪及地震激励载荷;再次,应用半主动控制算法跟踪识别风机塔筒顶端响应的频率,实时调节MRE-TMD的刚度,进而对海上风机进行振动控制。通过分析导管架式近海风机在多种载荷作用下的动力响应可知,采用基于MRE-TMD的控制方法能够有效衰减导管架式海上风机在多种载荷作用下的振动响应。与被动TMD相比,MRE-TMD具有较好的减振效果,为海上风机振动控制提供了一种新的解决思路。
文摘以美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory,NREL)的5MW海上单桩风力发电机为研究对象,研究了环境荷载作用下近海单桩风机的振动特性问题。首先基于Jonswap谱分析法建立了海上风机所受的随机波浪力模型。采用Morison方程计算近海单桩风力机的波浪力,利用谱表现法模拟出满足相应波谱的波浪时程样本。基于Kaimal湍流谱模型模拟了风机的脉动风荷载,利用叶素动量理论确定了风机气动荷载。考虑了风机所受的土壤作用力并给出了土壤效应的分析计算方法。结果表明,环境荷载作用下近海单桩风机动力响应复杂,必须充分考虑风、浪、土壤等多种效应的影响。
