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导管架式海上风电机组参数敏感性分析

邓丹平  
【摘要】:海上风电机组的安全稳定运行与其结构的动力学、静力学特性密切相关。本文从这两个角度出发,介绍了海上风电机组在运行过程之中会受到的各种荷载的计算方法,建立导管架式海上风电机组的比较完整的模型,选取对风电机组支撑能力起关键性作用的8个设计参数为研究对象,分别是导管架主桩半径、主桩壁厚、斜撑半径、斜撑壁厚、横撑半径、横撑壁厚、泥桩半径和泥桩壁厚。在动力学参数敏感性分析部分,以模型的6阶频率为对象,静力学参数敏感性分析部分,以模型的最大位移和最大剪力为对象,分别分析了模型的动力学参数敏感性和静力学参数敏感性。研究成果可以为海上风电机组的安全稳定运行提供重要依据。动力学研究结果表明:上述8个参数在较小的变化范围内,导管架主桩半径和壁厚以及泥桩壁厚的改变对结构的各阶频率产生的影响非常小;模型的三阶频率随导管架斜撑半径和壁厚的增大而增大的现象会较其他频率明显很多;结构的4,5,6阶频率随泥面横撑的半径和壁厚增大而增大的现象会较1,2,3阶频率明显,但总体变化不大。静力学研究结果表明:随着导管架主桩半径的增大,模型的最大位移和最大应力都几乎呈直线减小;随着导管架主桩壁厚的增大,模型最大位移几乎呈直线减小,而模型的最大应力的减小幅度由大变小,而后趋于平缓;随着导管架斜撑半径的增大,模型的最大位移与最大应力都几乎呈直线增大;随着导管架斜撑壁厚的增大,模型的最大位移呈直线减小,最大应力的增大趋势由平缓变为直线;随着导符架横撑半径和壁厚的增大,模型的最大位移逐渐减小,最大应力几乎呈直线减小;随着泥桩半径和泥桩壁厚的增大,模型的最大位移均呈直线减小,而模型的最大应力却逐渐增大。


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