不同边界条件下吸力筒导管架式海上风电振动特性分析
2021-06-30潘宏冠陈超核
南方能源建设 2021年2期
潘宏冠 ,陈超核 ,2,✉
(1. 华南理工大学土木与交通学院,广州510641;2. 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海),珠海519080)
作为近年增长速度最快的可再生能源之一,海上风电具有绿色环保、不占用陆地面积、靠近电力负荷中心等优点,是一种很有前景的能源可持续解决方案。吸力筒导管架基础具有施工功效高、可重复利用、安装过程振动噪音小、产生悬浮泥沙少、经济效益好等优点,正在越来越多地受到海上风电企业的重视[1]。由于受到风浪流等载荷的作用,海上风电基础不仅需要满足构件强度、变形和稳定性等静力方面的要求,还应满足动力安全要求。当激励载荷频率与整机固有频率接近时,结构发生共振,动力放大系数达到最大值。一般情况下,波浪载荷的激励频率低于整机固有频率,不会与结构发生共振。对于风载荷,由于风驱动叶轮转动,激励频率通过风电机组来反映,整机固有频率应避开叶轮激励的1倍频和n倍频(n为叶片数量)[2]。因此,对风电机组结构进行模态分析,掌握结构的动力特性,对结构的安全运行起着重要的作用。
杨勇等[3]用有限元方法对珠海桂山海上风电项目的风电机组及基础结构进行了模态分析计算,但只用了刚度矩阵弹簧对导管架腿底部进行简单约束,没有考虑到桩和土的相互作用。邓丹平[4]、曹广启和毛淳诚[5]在对海上风电机组进行模态分析时,按土的p-y曲线,采用无阻尼非线性弹簧单元对基础和海床之间的桩土作用进行模拟,精确性上存在不足。……
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