杨　阳，　李　春,2，　缪维跑，　叶柯华，　叶　舟,2

(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)



高速强湍流风况下的风力机结构动力学响应

杨阳1，李春1,2，缪维跑1，叶柯华1，叶舟1,2

(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)

为研究大型风力机在高速强湍流风况下的结构动力学特性，基于NWTCUP风谱模型建立平均风速为25 m/s的极限湍流三维风场，比例缩放Kelvin-Helmholtz不稳定流的数值模拟结果作为相干结构，将其加入普通湍流风场表示湍流度更强的风况，在FAST软件中分别计算加入相干结构前、后风力机的动力学特性，并仿真偏航30°、紧急顺桨停机和一直顺桨停机3种偏工况，得到各个工况下叶片和塔架载荷的动态响应.结果表明：加入相干结构后，风速在空间及时域的变化均更加剧烈，相干湍动能更大，可表示湍流强度更高的风况；加入相干结构后，风力机动力学响应加剧，其中塔基弯矩影响最大，响应幅值波动变化范围增大了1.96倍；叶片载荷主要刺激频率为风轮旋转频率，塔架响应为塔架一阶侧向振动频率；相干结构对偏工况的影响较大，在偏航和紧急停机等非稳定运行过程中，塔尖弯矩非平稳过程明显.

风力机； 湍流风场； 相干结构； 动力学响应； 偏工况

风力机运行于自然环境下，湍流风的不可控且风速易变等特征直接影响风力机气动弹性响应和结构动力学特性.由……