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船舶工程2025年第09期:气动计算与SSI效应对单桩风机动力响应的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:梁生金;冷平;彭婧芙;刘珈铭;王凯;

单位:中广核(广东)新能源投资有限公司;中山大学海洋工程与技术学院;

摘要:[目的]为准确预测风机在复杂环境下的气动特性和动力响应,[方法]基于OpenFAST程序对海上固定式单桩风机进行一体化时域耦合建模,针对风浪联合作用下的不同工况,研究叶素-动量理论与自由涡尾迹2种气动载荷计算方法以及刚性连接与耦合弹簧2种桩土相互作用模型在风机气动性能、运动学和动力学特性分析中的影响。[结果]研究表明:相较于叶素-动量理论方法,自由涡尾迹方法计算得到更稳定的功率系数和推力系数的波动,得到的结构运动及动力响应均值更小;而相较于刚性连接,通过耦合弹簧模型计算得到的风机功率与推力系数的波动以及塔基运动和动力响应均有明显提升。[结论]采用不同气动方法结合不同桩土相互作用模型分析将导致计算结果存在较大差异,在停机工况下尤为显著,采取叶素-动量理论方法结合耦合弹簧模型得到的载荷均值与标准差较大,计算结果较为保守。

关键词:海上风力机;;固定式基础;;自由涡尾迹;;桩土相互作用;;一体化分析

基金资助:广东省海上风电联合基金重点项目(2022B1515250005)