海上浮式风机整机刚柔混合系统的动力学建模是其设计、优化与控制中急需解决的关键问题。项目运用柔性多体动力学理论,通过理论建模、模型对比和实验研究相结合,全面考虑浮式基础的刚体运动、拉索的大变形与迟滞特性、叶片刚柔耦合效应、叶片和塔架高阶模态耦合等耦合因素,提出整机刚柔混合系统完整的动力学建模方法。研究内容包括整机系统中刚/柔部件的运动学性态与描述方法;叶片、塔架变截面结构的基于绝对节点坐标方法(ANCF)的单元模型和弹性力计算方法;张紧力作用下柔性拉索基于ANCF单元模型和动力学方程;刚/柔界面的动力学特性和系统的运动学约束方程;集成建立整机刚柔混合系统的动力学模型,通过数值计算研究上述因素对整机动力学行为的影响规律,进而从全局系统出发分析并揭示系统耦合振动机理。项目研究成果将为海上浮式风机的研发提供动力学分析的基础理论和方法,同时也将丰富和发展柔性多体动力学的理论研究与应用。
英文主题词The floating offhosre wind turbine;The mooring line;floating motion;rigid-flexible coupled dynamic;non-prismatc beam