风力机结构多重调谐质量阻尼器振动控制对比
2021-05-21唐家伟张松涵戴靠山施袁锋廖光明
唐家伟,张松涵,戴靠山,b,c,施袁锋,廖光明
(四川大学 a.土木工程系; b.深地科学与工程教育部重点实验室; c.破坏力学与工程防灾减灾四川省重点实验室,成都 610065)
风能是世界上可再生能源之一,在过去10年中,其技术日趋成熟。为了进一步提高风能的转换能力,新设计的风力发电机组越来越高,导致结构振动问题凸显,引起了各国学者和工程人员的广泛关注[1-6]。
现有的结构振动控制方式主要分为3种:被动控制、半主动控制和主动控制。风电塔的半主动和主动控制技术已有不少成果[7-11],但工程中被动控制的实践应用更为广泛。Murtagh等[12]在考虑气动效应和耦合作用时讨论了TMD的振动控制效果。Hussan等[13]基于响应面法对风电塔MTMD参数优化进行了研究。Zuo等[14]讨论了MTMD在风电塔中对于地震、风浪等多灾害的控制效果。张自立等[15]在风电塔上使用了一种球形减振器(BVA)。刘文峰等[16]设计了一种可用于风电塔中的调谐液体柱形阻尼器(TLCD)。戴靠山等[17]提出一种可应用于风电塔的调谐液体颗粒阻尼(TLPD)。Zhao等[18]开发了一种剪刀式支撑粘滞阻尼器(VD-SJB)。Zhang等[19]研究了风电塔上使用调谐式并联惯容质量系统(TPIMS)的可行性,旨在开发一种区别于传统TMD的轻型阻尼器。从经典的Den Hartog公式[20]开始,STMD的优化设计在众多研究者的努力下得到进一步发展,使其更加成熟[21-22]。然而,对于MTMD,由于优化目的和方法不同,其对应的参数优化设计也难以有公认的统一标准[23-24]。
笔者将研究优化后的MTMD系统在塔类结构中的应用。在不受外部荷载影响的情况下,通过考虑在基底简谐加速度激励下结构的相对位移、绝对加速度、底部剪力和弯矩的传递函数,从而组合得到频域内的目标函数,并利用遗传算法搜索MTMD的最佳参数。……
