杨 阳，李 春，2，缪维跑，叶 舟，2，吴 攀

（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；3.东方汽轮机有限公司，四川 德阳 618000）

湍流风场与地震激励联合作用下的风力机结构动力学响应

杨 阳1，李 春1，2，缪维跑1，叶 舟1，2，吴 攀3

（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；3.东方汽轮机有限公司，四川 德阳 618000）

湍流风场与地震激励是影响风力机安全最主要的客观因素。为分析风力机在湍流风场及地震激励工况下结构动力学响应，以NREL实测数据为湍流风场数据源，结合相干湍流及地震激励，分别研究了多组工况下风轮、塔架和地基的动力学响应。结果表明：湍流风场对叶片载荷、叶尖位移和塔尖载荷影响较大，而地震激励影响可忽略不计；地震激励对地基载荷、地基位移和塔尖位移影响较大，而湍流风场影响可忽略不计；湍流风场与地震激励对塔基载荷均有一定影响，但后者影响更大，二者对风轮推力和功率影响均较大，且处于相同量级；相干湍流与地震激励对塔基载荷和塔尖位移影响相当，可达稳态风的2倍～15倍。

风力机；湍流风场；地震激励；结构动力学

随着化石能源危机日益严重，风能因其资源广泛、利用技术成熟等特点逐渐受到各国重视，2013年世界新增装机容量达到3 546万kW，其中我国占比45.4%［1］。我国风能资源的整体特点是分布广、不稳定和能量密度相对较低［2］，风能资源相对丰富的“三北”和沿海地区需要面对地貌复杂、气流强烈的空间不均匀性和时域风场非定常性等客观因素的巨大挑战，强风条件和时有发生的地震均易对风力机造成毁灭性的破坏。……