海上风力发电塔架结构风载涡激振动及疲劳分析

结合我国首座海上风力发电示范项目,基于RANS方法的SST湍流模型,应用ANSYS+CFX流-固耦合的方法针对风力发电塔架结构进行风载涡激振动数值模拟。得到了在不同风速下塔架易破坏处的应力时程曲线。将热点应力时程进行雨流处理,同时结合结构的S-N疲劳曲线及Miner疲劳累积损伤理论,进行了塔架结构疲劳载荷谱的编制,并对塔架结构进行了疲劳寿命分析。     

基于材料非线性海上风力发电机塔架屈曲分析

塔架结构是海上风力发电机组的支撑结构,其设计水平直接影响设备的安全性和经济性。风力发电机组塔架高度多在90 m～110 m,作为典型的细长薄壳圆柱结构,屈曲稳定性为塔架设计的主要限制条件。通过有限元数值模拟LBA/MNA分析方法,对海上风力发电机组塔架设备临界屈曲载荷进行计算和分析。通过与EN1993-1-6中基于薄膜应力理论的传统工程算法对比表明：由于塔架的材料非线性特性存在,基于有限元的数值模拟屈曲分析方法结果比传统的工程算法更接近于实际情况,且经济性较优,可为塔架结构的屈曲优化提供方向。     

基于多维AR模型的近海风机振动特性

基于自然风特性,通过考虑结构结点间风速时程的空间相关性,采用多维AR模型模拟海上风机塔架脉动风荷载时程。在考虑桩-土-风机塔架系统相互作用的基础上,建立了三维有限元模型,分析了风机结构的固有频率及模态振型,对比研究了在不同方向风荷载作用下结构的位移、应力时程。结果表明:虽然不同入射风向对塔筒顶端的位移极值影响不大,但对局部位移和最大应力有显著的影响,结构应力的极值点出现在桩基与塔筒的连接段上。研究结果可为海上风机三桩基础布置、桩基承载力设计、结构强度设计、风机塔架的抗风提供参考。     

大跨度钢箱梁TMD结构设计的关键技术

江苏省崇启长江公路大桥185 m跨钢箱梁TMD减振系统设计采用了成熟的质量调谐技术，为国内大跨连续钢箱梁减振史上的首创。文中针对大跨钢箱梁TMD系统的设计过程，着重阐述了TMD结构设计的关键技术。     

海上风力发电招标 法国电力和阿尔斯通大获全胜

据国外媒体报道:在法国政府于4月6日举行的海上风力发电项目招标中,赢得四分之三项目的法国电力公司(EDF)和阿尔斯通集团(Alstom)大获全胜,这意味着它们将对法国海上风力发电开发项目形成垄断局面。     

海上风力发电机塔架攀爬机器人机体结构的有限元分析

通过设计海上风力发电机塔架攀爬机器人的结构,利用有限元分析,对机器人的传动部分、支架部分、攀爬部分进行分析,利用有限元方法以及理论计算进行对照,将传动部分的齿轮、攀爬部分的滚轮、支架部分的压紧块进行了有限元分析,得出结论,机体结构合理,强度较高,疲劳寿命好,振动较低,不易产生共振,可以很好地在海上风力发电机上工作,为后续海上风力发电机塔架攀爬机器人的研究提供了有效的帮助。     

海上风力发电浮式基础的研究进展及关键技术问题

水深大于50m的海域,风速稳定、风切变小,具有风力发电的独特优势,该海域风力发电装备需要采用浮式基础,因此研究适用于海上风力发电的浮式基础结构,对海上风力发电的产业化具有重要的意义。近年来国外开展了各种新颖浮式基础结构基础形式和工作原理的研究,针对浮式基础承受的风机运转载荷和海洋环境载荷的特点,系统分析海上风机浮式基础涉及到的关键技术问题和风险因素,对风机浮式基础设计具有参考价值。     

海上风电发电招标 法国电力和阿尔斯通大获全胜

据国外媒体报道：在法国政府于4月6日举行的海上风力发电项目招标中，赢得四分之三项目的法国电力公司（EDF）和阿尔斯通集团（Alstom）大获全胜，这意味着它们将对法国海上风力发电开发项目形成垄断局面。     

科技动态点滴（十三）

1．中国第一个海上大型风力发电项目在青岛兴建 中国第一个海上大型风力发电项目在青岛胶南市举行奠基仪式，这是青岛国际环保产业园德国园建设项目之一，中德合作风力发电项目总投资五千万欧元，计划在青岛沿海海域设立五台五兆瓦级海上风力发电机组，据悉，这将是中国第一个海上大型风力发电项目，并将成为在亚洲设立的最大风力发电机组。     

平价时代海上风电的发展趋势和前景展望

中国在近海风电的开发上可以说是“一枝独秀”,“平价上网”也将为近海风电的发展提供巨大便利条件。随着海上风电“平价”时代的到来,海上风电的发展面临着新的要求和新的挑战,制约海上风电发展的一个重要因素就是提升海上风电设备的自主研究和开发水平。海上风力发电是中国新时期新一轮的能源结构调整和战略发展目标,也是中国沿海地区发展海洋经济的主要推手。虽然,海洋风力发电在我国的发展起步晚,但因为有较大的政策支持力度、科技也在不断完善更新,产业链结构也日趋健全,已经迅速发展成了全球海洋风力发电最大的市场。     

渤海海上风力发电示范工程的电气设计

介绍了渤海海上风力发电示范项目的基本情况。从风电机组、入网方案、电网稳定、设备选型与布置、海洋环境影响诸方面介绍了渤海海上风力发电示范项目电气设计工作，希望对我国海上风电场的建设能起到一点借鉴作用。     

基于Ansys的海上石油登船梯架应力分析计算

根据海上石油登船梯架的分布情况,考虑其中心对称性以及登船梯架上的每层花纹钢板的同一性,选择塔架主要部件,利用三维软件SolidWorks建立3D模型,使用Ansys软件中应力分析模块对主要的结构进行静应力分析和屈曲分析。考虑自重载荷、风载荷以及温度场的作用,对海上石油登船梯架进行力学分析,研究海上石油登船梯架的风力倾倒临界力,得到相应的应力云图以及不同阶数的模态云图。根据GB50017《钢结构设计规范》进行强度校核,将得到的计算结果和规范进行比较,表明该登船梯架的结构设计在14级风以下的强度下满足要求,对后续的登船梯架结构设计具有一定意义。     

模斯翼推出垂直轴风力发电机舷翼结构技术

日前,在第六届中国(上海)国际风能展览会现场,中国科学院清洁能源技术发展中心和模斯翼风力发电设备有限公司联合推出由两家单位共同研发的垂直轴风力发电机(2.5MW海上与6.3MW海上)舷翼结构技术.     

风机运输甲板驳结构强度评估

风机运输甲板驳是用于海上风机运输的海洋工程辅助船,近年来随着海上风力发电的兴起而迅速发展。本文采用全船有限元直接计算和 CCS规范计算2种方法对某风机运输甲板驳的结构强度进行评估,计算表明该船结构强度满足设计要求。本文的研究成果和结论对同类型风电安装船舶的结构设计具有参考意义。     

海上风电场输电方式应用探讨

海上风电发展如火如荼,海上风电的输电系统是其不可或缺的部分。随着上海市东海大桥10万千瓦风电场的建成及并网发电,我国海上风电的发展拉开序幕。海上风电机组单机容量将不断增大,海上风电场的总装机容量也将不断扩充,如何能够高效、高质量地将这部分电能输送到岸上电网中将成为海上风力发电成功的关键。然而,海上风电场的场地面积要比陆     

风机运输甲板驳结构强度评估

风机运输甲板驳是用于海上风机运输的海洋工程辅助船,近年来随着海上风力发电的兴起而迅速发展。本文采用全船有限元直接计算和CCS规范计算2种方法对某风机运输甲板驳的结构强度进行评估,计算表明该船结构强度满足设计要求。本文的研究成果和结论对同类型风电安装船舶的结构设计具有参考意义。     

船舶基座中复合减振结构应用实验研究

在船舶基座结构中设计了粘贴粘弹性阻尼层、插入空心阻振结构和填充颗粒等单一减振结构及多种复合减振结构基座结构振动加速度导纳为评价指标,采用振动传递实验对比研究了各种减振方式的减振效果。实验结果表明,粘贴阻尼层在分析频率内减振效果明显,最大减振效果达到了10 d B;在基座结构中简单地插入阻振结构,不仅没有阻振效果,反而使得振动增强;复合减振结构的减振效果优于单一减振结构,所设计的复合减振方案的减振效果达到14.05 d B。研究成果对船舶基座结构声学设计具有参考价值。     

海上风力发电平台概念设计及系泊系统特性研究

为实现海上风力发电平台工作状态的准确预报,本文采用有限元软件建立浮式风力发电平台三维模型,完全时域耦合分析在不规则波作用下,浮式风力发电平台动力响应特性。通过时域结果对比分析可知,在风浪流同向作用下,浮式风力发电平台的运动响应幅值及系泊缆索顶端张力最大。通过运动响应时间历程曲线可知,横荡运动和横摇运动表现为低频特性,垂荡运动表现为波频特性,以上研究成果可为浮式风力发电机的优化设计提供一定的指导,并可为将来的相关试验提供一定参考。     

基于ANSYS的风机结构动力响应分析

本文采用Ansys软件对风机单桩基础结构动力特性进行分析。基于谐波合成法及流体力学方法推导出风机塔架上的风荷载时程,利用线性波理论结合Morison方程,得出近海风机塔架所受的波浪荷载时程。计算了在风,浪联合作用下近海风机塔架所受的最大荷载、法兰处位移及其动力响应,为风机塔架设计关键参数确定提供依据。     

海上风电发展之机遇与挑战并存

正2011年10月27日,重庆市科学技术委员会与中船重工集团公司重庆海装风电设备有限公司联合组织的"国际知名研发机构重庆行动"分项活动"国家海上风力发电工程技术研究中心学术委员会第二届年会暨海上风电高层技术论坛"在重庆君豪酒店成功召开。此次会议历时一天,总结了国家海上风力发电