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浮式风机系统水-气动力耦合分析方法
被引量：
4
1
作者
闫发锁
张成祥
+1 位作者
杨慧
彭成
《上海交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第4期570-575,582,共7页
将浮式风机系统中浮体的水动力分析模块与风力发电机的空气动力分析模块整合,提出了适用于深水浮式风机系统的全耦合动力响应分析方法.浮体水动力计算采用基于二阶精度的混合波浪模型(Hybrid Wave Model)的MORISON公式,锚泊系统采用细...
将浮式风机系统中浮体的水动力分析模块与风力发电机的空气动力分析模块整合,提出了适用于深水浮式风机系统的全耦合动力响应分析方法.浮体水动力计算采用基于二阶精度的混合波浪模型(Hybrid Wave Model)的MORISON公式,锚泊系统采用细长杆理论通过非线性有限元方法实现,风机系统的空气动力分析采用基于多体气动弹性理论的FAST模块.以浮体控制方程为主体,通过模块间的载荷与位移传递在每个时间步上迭代求解,形成完全耦合的时域分析方法.通过对某SPAR风机系统在随机海况下进行了系统水动力响应分析,并与现有的三维势流理论的结果进行了比较,验证了数值分析方法的有效性.最后,对系统的动力响应进行了水-气动力的全耦合数值分析.结果表明,该方法能有效地分析浮式风机各子系统间的混合动力作用,可用于海洋风电系统开发.
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关键词
浮式风机
运动响应
水
-
气动力
耦合
分析
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职称材料
海上浮式风机多体系统耦合动力模型研究
被引量：
7
2
作者
李书进
郑达成
孔凡
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期20-30,共11页
海上浮式风机是近年来随着海上风电的快速发展,为了捕获深海更丰富、更持久的风能而提出的一种风力发电装置,已成为当今风能开发的主要方向。作为一种多体系统,由于海上浮式风机结构特殊,加上环境复杂,对其进行准确的计算和分析尤为重...
海上浮式风机是近年来随着海上风电的快速发展,为了捕获深海更丰富、更持久的风能而提出的一种风力发电装置,已成为当今风能开发的主要方向。作为一种多体系统,由于海上浮式风机结构特殊,加上环境复杂,对其进行准确的计算和分析尤为重要。本文对海上浮式风机的耦合动力模型进行了研究,建立了复杂工况下Spar型海上浮式风机改进的14-DOF耦合动力模型,包括气动力模块、水动力模块和结构分析模块等,用于扩展其适用范围和准确计算风机的动力响应,并通过数值仿真对所建模型进行了分析和验证。主要的改进有:不对平台和塔架的转动角度作小量近似,扩展其适用范围;考虑角速度和欧拉角速度的换算关系,不作等化处理。此外,所建模型考虑风机叶片扭转角对叶片变形的影响,得到了较为准确的叶片面内外响应。同时采用线性势流理论对水动力进行计算,较之Morison方程适用性更广。仿真分析表明,本文所建模型可以更准确地计算海上浮式风机系统的动力响应,且具有更广的适用范围。
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关键词
海上浮式风机
多体系统
气动力
分析
水
动力
分析
耦合
模型
在线阅读
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职称材料
浮式垂直轴风机的动力学建模、仿真与实验研究
被引量：
12
3
作者
刘利琴
郭颖
+1 位作者
赵海祥
唐友刚
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2017年第2期299-307,共9页
考虑气动力和水动力的耦合研究浮式垂直轴风机系统的运动响应,将固定式垂直轴风机的气动载荷计算方法进一步推广到海上浮式垂直轴风机的气动载荷计算.考虑阻尼力、波浪力、风载荷、系泊力等,建立了浮式垂直轴风机系统的纵荡-垂荡-纵摇...
考虑气动力和水动力的耦合研究浮式垂直轴风机系统的运动响应,将固定式垂直轴风机的气动载荷计算方法进一步推广到海上浮式垂直轴风机的气动载荷计算.考虑阻尼力、波浪力、风载荷、系泊力等,建立了浮式垂直轴风机系统的纵荡-垂荡-纵摇运动方程.考虑动态失速和浮式基础运动,基于双致动盘多流管理论,推导了风机叶片气动载荷计算公式,编制了数值计算程序.以Sandia 17 m风机为例,验证了气动载荷计算程序的正确性.最后进行了模型实验,其中模型的风机为Φ型达里厄垂直轴风机,支撑基础为桁架式Spar型浮式基础,将模型实验结果与数值计算结果进行了对比,验证了耦合计算程序.结果表明,数值计算得到的风机系统的垂荡、纵摇运动的RAO(幅值响应算子)曲线与模型实验结果吻合较好,验证了耦合程序的正确性.然而,由于数值计算与模型实验在运动自由度、阻尼、风载荷等方面存在差别,数值计算结果与模型实验结果仍有一定的差异.
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关键词
浮式垂直轴风机
气动力--水动力耦合
数值模拟
模型实验
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职称材料
题名
浮式风机系统水-气动力耦合分析方法
被引量：
4
1
作者
闫发锁
张成祥
杨慧
彭成
机构
哈尔滨工程大学船舶工程学院
德州农工大学土木工程系
出处
《上海交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第4期570-575,582,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51379051
90905022)
海洋工程国家重点实验室(上海交通大学)开放课题项目资助(1208)
文摘
将浮式风机系统中浮体的水动力分析模块与风力发电机的空气动力分析模块整合,提出了适用于深水浮式风机系统的全耦合动力响应分析方法.浮体水动力计算采用基于二阶精度的混合波浪模型(Hybrid Wave Model)的MORISON公式,锚泊系统采用细长杆理论通过非线性有限元方法实现,风机系统的空气动力分析采用基于多体气动弹性理论的FAST模块.以浮体控制方程为主体,通过模块间的载荷与位移传递在每个时间步上迭代求解,形成完全耦合的时域分析方法.通过对某SPAR风机系统在随机海况下进行了系统水动力响应分析,并与现有的三维势流理论的结果进行了比较,验证了数值分析方法的有效性.最后,对系统的动力响应进行了水-气动力的全耦合数值分析.结果表明,该方法能有效地分析浮式风机各子系统间的混合动力作用,可用于海洋风电系统开发.
关键词
浮式风机
运动响应
水
-
气动力
耦合
分析
Keywords
offshore floating wind turbine
dynamic responses
hydro-aerodynamic computation
coupling analysis
分类号
P752 [天文地球—海洋科学]
TK89 [动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
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职称材料
题名
海上浮式风机多体系统耦合动力模型研究
被引量：
7
2
作者
李书进
郑达成
孔凡
机构
武汉理工大学土木工程与建筑学院
合肥工业大学土木与水利工程学院
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期20-30,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(52378313)。
文摘
海上浮式风机是近年来随着海上风电的快速发展,为了捕获深海更丰富、更持久的风能而提出的一种风力发电装置,已成为当今风能开发的主要方向。作为一种多体系统,由于海上浮式风机结构特殊,加上环境复杂,对其进行准确的计算和分析尤为重要。本文对海上浮式风机的耦合动力模型进行了研究,建立了复杂工况下Spar型海上浮式风机改进的14-DOF耦合动力模型,包括气动力模块、水动力模块和结构分析模块等,用于扩展其适用范围和准确计算风机的动力响应,并通过数值仿真对所建模型进行了分析和验证。主要的改进有:不对平台和塔架的转动角度作小量近似,扩展其适用范围;考虑角速度和欧拉角速度的换算关系,不作等化处理。此外,所建模型考虑风机叶片扭转角对叶片变形的影响,得到了较为准确的叶片面内外响应。同时采用线性势流理论对水动力进行计算,较之Morison方程适用性更广。仿真分析表明,本文所建模型可以更准确地计算海上浮式风机系统的动力响应,且具有更广的适用范围。
关键词
海上浮式风机
多体系统
气动力
分析
水
动力
分析
耦合
模型
Keywords
floating offshore wind turbine
multi-body system
aerodynamic analysis
hydrodynamic analysis
coupled model
分类号
TK83 [动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
O313.7 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
浮式垂直轴风机的动力学建模、仿真与实验研究
被引量：
12
3
作者
刘利琴
郭颖
赵海祥
唐友刚
机构
天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2017年第2期299-307,共9页
基金
国家自然科学基金(51579176)
上海交通大学海洋工程重点试验室开放基金(1501)
天津市自然科学基金(16JCYBJC21200)资助项目
文摘
考虑气动力和水动力的耦合研究浮式垂直轴风机系统的运动响应,将固定式垂直轴风机的气动载荷计算方法进一步推广到海上浮式垂直轴风机的气动载荷计算.考虑阻尼力、波浪力、风载荷、系泊力等,建立了浮式垂直轴风机系统的纵荡-垂荡-纵摇运动方程.考虑动态失速和浮式基础运动,基于双致动盘多流管理论,推导了风机叶片气动载荷计算公式,编制了数值计算程序.以Sandia 17 m风机为例,验证了气动载荷计算程序的正确性.最后进行了模型实验,其中模型的风机为Φ型达里厄垂直轴风机,支撑基础为桁架式Spar型浮式基础,将模型实验结果与数值计算结果进行了对比,验证了耦合计算程序.结果表明,数值计算得到的风机系统的垂荡、纵摇运动的RAO(幅值响应算子)曲线与模型实验结果吻合较好,验证了耦合程序的正确性.然而,由于数值计算与模型实验在运动自由度、阻尼、风载荷等方面存在差别,数值计算结果与模型实验结果仍有一定的差异.
关键词
浮式垂直轴风机
气动力--水动力耦合
数值模拟
模型实验
Keywords
floating VAWT
coupling between aerodynamics and hydrodynamics
numerical simulation
model tests
分类号
P75. [天文地球—海洋科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
浮式风机系统水-气动力耦合分析方法
闫发锁
张成祥
杨慧
彭成
《上海交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
海上浮式风机多体系统耦合动力模型研究
李书进
郑达成
孔凡
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
7
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
浮式垂直轴风机的动力学建模、仿真与实验研究
刘利琴
郭颖
赵海祥
唐友刚
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2017
12
在线阅读
下载PDF
职称材料
已选择
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
检索结果
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