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风载荷对不同海上浮式风力机平台运动特性影响对比研究 被引量:18
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作者 张立 丁勤卫 +2 位作者 李春 刘宇航 邓允河 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期302-311,共10页
为探究风载荷对不同漂浮式风力机平台影响,分别建立基于单桩式、半潜式及驳船式3种平台的漂浮式风力机整机模型,结合叶素-动量理论、辐射/绕射理论及有限元方法,研究不同工况下3种典型漂浮式风力机平台的时频运动响应特性。结果表明:仅... 为探究风载荷对不同漂浮式风力机平台影响,分别建立基于单桩式、半潜式及驳船式3种平台的漂浮式风力机整机模型,结合叶素-动量理论、辐射/绕射理论及有限元方法,研究不同工况下3种典型漂浮式风力机平台的时频运动响应特性。结果表明:仅波浪载荷作用时运动响应标准差均小于风波耦合作用时,风载荷使平台偏离平衡位置明显,且对各平台纵荡响应较其余响应更敏感;对于纵荡响应,风载荷使3个平台固有频率处响应峰值均有所增大;对于垂荡响应,风载荷使单桩式平台固有频率处响应峰值有所减小、半潜式平台垂荡-纵摇耦合处及固有频率处响应峰值有所增大,但对驳船式平台垂荡响应可忽略不计;对于纵摇响应,风载荷使单桩式平台固有频率处响应峰值有所增大,并使半潜式平台发生纵荡-纵摇耦合运动,但对驳船式平台纵摇响应影响甚微;风载荷是平台发生耦合运动的关键因素;波浪载荷是影响驳船式平台垂荡及纵摇响应的关键因素。 展开更多
关键词 风能 海上风力机 动态响应 平台 风波耦合
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海上风力机变桨控制策略仿真研究 被引量:4
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作者 张立 余万 +1 位作者 李春 邓允河 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期398-403,共6页
基于开源软件FAST与Matlab/Simulink联合仿真平台,将干扰自适应控制(DAC)应用于海上风力机变桨控制,并与FAST基础控制进行对比,分析不同控制对海上风力机漂浮稳定性的影响,并提出一种改进的DAC,研究其对海上风力机漂浮式平台及风轮转速... 基于开源软件FAST与Matlab/Simulink联合仿真平台,将干扰自适应控制(DAC)应用于海上风力机变桨控制,并与FAST基础控制进行对比,分析不同控制对海上风力机漂浮稳定性的影响,并提出一种改进的DAC,研究其对海上风力机漂浮式平台及风轮转速的影响。结果表明:与FAST基础控制相比,在DAC下海上风力机风轮转速更稳定,但其漂浮稳定性差;DAC对海上风力机漂浮稳定性的影响主要集中于纵荡和纵摇方向;与DAC和FAST基础控制相比,改进的DAC更适用于海上风力机变桨控制。 展开更多
关键词 海上风力机 漂浮稳定性 变桨控制 干扰自适应控制 漂浮式平台
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基于分形几何的分形叶片气动性能与流动机理研究
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作者 张立 刘宇航 +2 位作者 李春 邓允河 罗红 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期152-160,共9页
提出一种在叶片尾缘布置分形孔的分形尾板叶片,以提高气动性能和改善流场流态。分别对原始叶片、无孔尾板叶片及分形尾板叶片进行三维流场数值计算,研究无孔尾板及分形尾板对叶片流场和气动特性的影响及流动机理。结果表明:分形尾板有... 提出一种在叶片尾缘布置分形孔的分形尾板叶片,以提高气动性能和改善流场流态。分别对原始叶片、无孔尾板叶片及分形尾板叶片进行三维流场数值计算,研究无孔尾板及分形尾板对叶片流场和气动特性的影响及流动机理。结果表明:分形尾板有助于改善叶片周围流场结构,降低了叶片吸力面上及周围的湍流强度,有效地延迟了流动分离;分形尾板叶片在提高最大升力系数的同时,延迟了失速的发生,且阻力系数较无孔尾板叶片小;在临近失速攻角时,分形尾板叶片阻力系数比无孔尾板叶片表现出较好的气动性能。 展开更多
关键词 分形学 分形尾板 气动性能 失速 计算流体力学
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地震作用下桁架式大型海上风力机瞬态动力学分析 被引量:5
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作者 闫阳天 许子非 +2 位作者 李春 邓允河 王渊博 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第22期175-182,共8页
为研究地震载荷作用下桁架式大型海上风力机结构动力学响应。采用文克尔土-构耦合模型描述柔性土壤与桩基间的相互作用,以NREL 5 MW大型海上风力机为研究对象,分别建立其桁架式及单桩式结构有限元模型,并计算两种结构在额定风速正常运... 为研究地震载荷作用下桁架式大型海上风力机结构动力学响应。采用文克尔土-构耦合模型描述柔性土壤与桩基间的相互作用,以NREL 5 MW大型海上风力机为研究对象,分别建立其桁架式及单桩式结构有限元模型,并计算两种结构在额定风速正常运行及突发地震两种工况时的结构瞬态动力学响应。结果表明:在地震及湍流风作用下,相较于单桩式风力机,桁架式结构具有更好的抗风抗震性能,且塔顶位移响应较小,能够有效保护塔顶叶片、机舱等重要部件;地震发生时,桁架式风力机米塞斯等效应力幅值变化范围降低48.7%,平均值降低21.9%。研究还发现,现有桁架结构设计会出现局部应变能激增。 展开更多
关键词 海上风力机 动力学响应 桁架式 单桩式 地震 文克尔土-构模型
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极限海况下Barge平台漂浮式风电场动态响应 被引量:4
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作者 刘青松 丁勤卫 +2 位作者 李春 邓允河 郝文星 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期398-407,共10页
为提高漂浮式风力机平台稳定性,以Barge平台漂浮式风力机为研究对象,建立共用系泊系统3×3阵列Barge平台的漂浮式风电场。以叶素动量理论为基础,利用水动力学软件AQWA并结合有限元方法,对Barge平台漂浮式风电场和单个Barge平台在极... 为提高漂浮式风力机平台稳定性,以Barge平台漂浮式风力机为研究对象,建立共用系泊系统3×3阵列Barge平台的漂浮式风电场。以叶素动量理论为基础,利用水动力学软件AQWA并结合有限元方法,对Barge平台漂浮式风电场和单个Barge平台在极限海况下考虑风波耦合作用的动态响应进行对比研究。结果表明,相较于单个Barge平台,风电场中各个平台的纵荡响应均小于单个Barge平台,位于两侧的各个平台产生不规则的横荡运动,但均较小;其次,Barge平台风电场的垂荡、纵摇及机舱加速度响应均优于单个Barge平台;同时,风电场中各平台表现出很好的首摇、横摇稳定性,波动幅度均未超过2°。研究结果验证了所建立的Barge平台漂浮式风电场的可行性,可为进一步开展新型漂浮式风电场研究提供理论依据。 展开更多
关键词 海上风力机 动态响应 自由度 BARGE 稳定性
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翼型前缘的气动滑片对动态失速特性的影响分析 被引量:4
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作者 向斌 缪维跑 +3 位作者 李春 朱海天 郝文星 邓允河 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期765-772,共8页
为抑制动态失速效应,以NACA0012为基础翼型,提出在前缘布置气动滑片的翼型。采用滑移网格和重叠网格相结合的技术,通过SST k-ω湍流模型对动态失速特性进行数值模拟,研究气动滑片对翼型气动性能的影响。结果表明:在上仰过程中,气动滑片... 为抑制动态失速效应,以NACA0012为基础翼型,提出在前缘布置气动滑片的翼型。采用滑移网格和重叠网格相结合的技术,通过SST k-ω湍流模型对动态失速特性进行数值模拟,研究气动滑片对翼型气动性能的影响。结果表明:在上仰过程中,气动滑片能有效抑制动态失速的发生,延缓翼型前缘分离涡的产生;与原始翼型相比,气动滑片可在翼型上仰过程中显著减小阻力系数,并使翼型升阻比增大;在下俯过程中,气动滑片翼型的升力系数明显增大,且翼型运动过程中的迟滞效应减弱;气动滑片高度与翼型升阻比的提升效果密切相关。 展开更多
关键词 动态失速 翼型 气动性能 气动滑片 迟滞效应
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风波耦合作用下悬链线系泊参数对不同漂浮式风力机平台动态响应的影响 被引量:8
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作者 韩志伟 丁勤卫 +2 位作者 李春 岳敏楠 邓允河 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期660-670,共11页
通过Fortran语言编程进行AQWA二次开发,实现漂浮式风力机气动-水动-系泊耦合动力学模型算法求解。考虑风波耦合作用,研究了悬链线系泊系统不同参数对3种漂浮式风力机平台运动响应及漂浮式风力机系统各参数的影响。结果表明:系统参数对... 通过Fortran语言编程进行AQWA二次开发,实现漂浮式风力机气动-水动-系泊耦合动力学模型算法求解。考虑风波耦合作用,研究了悬链线系泊系统不同参数对3种漂浮式风力机平台运动响应及漂浮式风力机系统各参数的影响。结果表明:系统参数对漂浮式风力机Spar平台纵荡位移最大值、垂荡位移最大值影响较大,而对纵摇角度最大值和机舱加速度最大值均影响较小,且导缆孔不同位置的张力最大值变化不同,故合适的导缆孔位置能够有效增强平台稳定性;系泊系统采用较大直径的悬链线可提高漂浮式风力机Barge平台稳定性;系泊长度、导缆孔位置及系泊直径对漂浮式风力机Semi平台纵荡位移最大值、系泊张力最大值影响较大,而对垂荡位移最大值、纵摇角度最大值及机舱加速度最大值均影响较小。 展开更多
关键词 悬链线 系泊 漂浮式风力机 稳定性 动态响应
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极限海况下三种海上风力机半潜平台的动态响应对比 被引量:5
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作者 王博 许子非 +2 位作者 李春 邓允河 刘青松 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期58-64,共7页
采用水动力学软件AQWA和有限元方法,分别对三浮体平台、四浮体平台和五浮体平台在极限海况下的工作状态进行数值仿真,并对3种半潜平台的频域和时域运动响应进行分析。结果表明:在频域分析中,三浮体平台、四浮体平台和五浮体平台在纵荡... 采用水动力学软件AQWA和有限元方法,分别对三浮体平台、四浮体平台和五浮体平台在极限海况下的工作状态进行数值仿真,并对3种半潜平台的频域和时域运动响应进行分析。结果表明:在频域分析中,三浮体平台、四浮体平台和五浮体平台在纵荡、垂荡和纵摇方向上的附加质量依次增大,运动响应依次减小;在时域分析中,3种半潜平台在横荡、垂荡和横摇方向上的运动响应均减小;平台的稳定性随平台结构复杂度的增加而提高,但与四浮体平台相比,五浮体平台稳定性的提高不显著。 展开更多
关键词 海上风力机 半潜平台 结构设计 极限海况 时域 频域
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船舶碰撞海上风力机防护装置的动力响应对比分析 被引量:1
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作者 韩志伟 李春 +2 位作者 余万 邓允河 刘霁虹 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1230-1237,共8页
海上风力机与船舶碰撞概率随着海上风电场的发展将逐渐增大,研究海上风力机防撞性能具有重要的应用背景与价值。为此,考虑桩土耦合作用,对比橡胶、泡沫铝防护装置,采用显示动力学软件Ls-Dyna模拟海上风力机受船舶碰撞的过程。对比泡沫... 海上风力机与船舶碰撞概率随着海上风电场的发展将逐渐增大,研究海上风力机防撞性能具有重要的应用背景与价值。为此,考虑桩土耦合作用,对比橡胶、泡沫铝防护装置,采用显示动力学软件Ls-Dyna模拟海上风力机受船舶碰撞的过程。对比泡沫铝防护装置、橡胶防护装置及无防护装置下风力机受船舶碰撞过程的动力响应。结果表明:相同质量船舶随着速度增加,橡胶材料所受最大接触力增加,而泡沫铝材料先增加后减小,其在6 m/s后的吸能特性得到增强;对比有防护装置泡沫铝、橡胶及同等条件下无防护装置单立柱三桩结构海上风力机响应变化,泡沫铝材料对结构响应抑制最好;塑性应变等值线越密集,塑性变形越大,且斜撑与立柱连接处易发生塑性变形。 展开更多
关键词 海上风力机 碰撞 泡沫铝 防护装置 动力响应
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