滚球阻尼器在风力发电塔架中的振动控制
2013-12-02陈俊岭阳荣昌
同济大学学报(自然科学版) 2013年8期
陈俊岭,阳荣昌
(同济大学 建筑工程系,上海200092)
随着自然资源消耗的不断增长,煤炭、石油、天然气等不可再生能源的大量开采对能源的持续供给形成了很大的压力.能源问题已经成为世界各国共同面对的一个巨大挑战.而海上有丰富的风能资源和广阔平坦的区域,使得近海风电技术成为近年来研究和应用的热点.为获得更大的电力生产能力,海上风机单机功率不断增大,风机的尺寸和重量都大幅度增加,为把机舱和叶轮等部件举到设计高度处运行,需要采用更高的支撑塔架.然而相对于陆上风力发电而言,海上风力发电塔塔架既要承受很强的风荷载,还会受到包括浪、流以及地震区的地面运动和北方海域的冰振等作用.塔架作为细长的高耸结构,在风荷载和海浪作用下发生振动,塔筒振动的最大危害就是使塔筒连接部位和其上的某些机舱构件产生疲劳,塔架材料的强度大大降低,缩短塔架使用寿命.如何在这种特殊的环境下高效、经济地降低结构的振动,成为风力发电技术中的一个重要问题.若采用增加结构自身刚度的方法,利用自身的能力来耗散振动能量,如加大构件的截面尺寸或提高材料的强度等级等,这种方法既不经济,又存在较大问题,而结构振动控制是解决这一问题的有效方法.
调谐质量阻尼器(tuned mass dampers,TMD)是塔式结构振动控制中应用最为广泛的一种控制装置,因其造价低、构造简单、易安装、维护方……
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