考虑流固耦合的近海风机动力响应数值计算

作者：邓露; 肖志颖; 黄民希; 宋晓萍; 吴海涛

来源：湖南大学学报(自然科学版), 2015, 42(7): 1-8.

DOI：10.3969/j.issn.1674-2974.2015.07.001

• 海上风机
• 随机风浪
• 流固耦合
• Morison方程

研究了固定式海上风机的流固耦合问题.选取美国可再生能源实验室(NREL)建立的5 MW海上单桩式风机模型,采用Kaimal谱和风剪切指数理论模型,通过NREL编写的程序 TurbSim,生成脉动风场,进而使用气弹程序FAST计算风力机的气动荷载,输出包括剪力和弯矩在内的塔顶荷载时程.选取Pierson-Moskowits波浪谱,并利用谐波叠加法模拟随机波浪.采用Morison公式计算波浪力,分别建立了海上风机塔架考虑与不考虑流固耦合效应时的动力方程及数值模拟方法,并对比分析了这两种情况下的波浪力和结构响应的差异.结果表明,两种情况下计算得到的波浪力和风机响应有明显差异,并且这种差别跟风浪大小等因素有关.

• 单位
  湖南大学; 湘电风能有限公司