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海上浮式风电机组刚柔耦合结构动力学建模与分析
  • ISSN号:1004-132X
  • 期刊名称:中国机械工程
  • 时间:2016.3.2
  • 页码:1-10
  • 分类:TK83[动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
  • 作者机构:[1]湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙410082, [2]湖南科技大学,湘潭411201
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51205124,51075131)
  • 相关项目:海上浮式风机整机刚柔混合多体系统的动力学建模方法研究
中文摘要:

基于凯恩方法和模态叠加法对三叶片水平轴海上浮式风电机组进行了刚柔耦合结构动力学建模和分析。首先建立浮式平台的水动力载荷模型,然后,把塔架和叶片等柔性件离散为有限个刚性单元体,并采用模态叠加法计算每一离散单元的偏速度和偏角速度,最后采用凯恩方法建立刚柔耦合结构动力学模型。以美国可再生能源实验室(NREL)海上5MW半潜式风电机组为算例,结合气动力载荷模型和水动力载荷模型对所建立的模型进行了风、浪响应计算,主要从输出功率、叶尖及塔顶振动信号的耦合特性两个方面对海、陆风电机组进行了对比。

英文摘要:

A rigid-flexible coupled structural dynamics model was established for offshore floating wind turbines with three-bladed horizontal-axis-rotor based on Kane method combined with the mode superposition method. Firstly, the hydrodynamic load model was determined. Then, the flexible members such as tower and blades of wind turbines were discretized into multiple rigid unit. Partial velocity and partial angular velocity of each discrete element were expressed by using the mode super- position method. Last, the rigid-flexible coupled structural dynamics model was derived based on a- bove work by using Kane method. The dynamic responses of the NREL 5-MW offshore baseline wind turbine were calculated using the established model along with the aerodynamic model and the hydro- dynamic model. The output power, coupled characteristics of offshore floating wind turbines were compared with onshore's.

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期刊信息
  • 《中国机械工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:董仕节
  • 地址:湖北工业大学772信箱
  • 邮编:430068
  • 邮箱:paper@cmemo.org.cn
  • 电话:027-87646802
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-132X
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1294/TH
  • 邮发代号:38-10
  • 获奖情况:
  • 1997年获中国科协期刊一等奖,第二届全国优秀科技...,机械行业优秀期刊一等奖,1999年获首届国家期刊奖,2001年获首届湖北十大名刊,中国期刊方阵“双高”期刊,2003第二届国家期刊奖提名奖,百种中国杰出学术期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:50788