5 MW风力机地震工况塔架动力学响应研究

杨 阳， 李 春,2， 袁全勇

(1．上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093;2．上海市动力工程多相流动与传热重点实验室，上海 200093)

5 MW风力机地震工况塔架动力学响应研究

杨 阳1， 李 春1,2， 袁全勇1

(1．上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093;2．上海市动力工程多相流动与传热重点实验室，上海 200093)

基于FAST开源软件和Wolf土-构耦合(SSI)模型建立了风力机地震工况动力学仿真模型，并计算了5种不同平均风速的气动载荷与101种不同强度的地震载荷联合作用下风力机的动力学响应.结果表明：在额定风速下，气动载荷与地震载荷之间为非线性耦合，评估风力机地震动力学响应时，必须充分考虑风-震耦合效应；风速相同时，塔基最大弯矩先保持不变，再以线性增长的趋势变化；在低强度地震时，塔架不同高度处的最大弯矩与塔架高度之间为线性关系；随着地震强度的逐渐增大，塔架最大弯矩与塔架高度之间的关系逐渐变为非线性，且额定风速下塔架最大弯矩最大.

风力机； 地震载荷； 动力学响应； 架结构强度

我国风力资源相对丰富的地区为西北部和东南沿海地区，分别位于亚欧大陆地震带和环太平洋地震带，因此在该地区建立的风力机极易受到地震载荷影响.风力机运行环境为典型的非定常时域和非均匀空间风场，大型风力机在非稳定气动载荷作用下，叶片和塔架等细长柔性体的气动弹性响应具有强非线性的特点，时域动态响应具有明显的非平稳特征……