我实验室研究人员提出一种海上风机基础结构振动控制的方法

发布时间:2021-03-19访问次数:10

我实验室研究人员提出一种海上风机基础结构振动控制的方法

近年来,海上风电在全球范围内取得了飞速发展,然而由于海洋环境动力荷载复杂,海上风机基础结构在运行中产生的振动直接影响系统的稳定和寿命。目前,国内外学者对海上风机基础结构振动问题开展了大量研究工作,但大多集中在结构动力响应特性研究以及通过结构设计优化降低振动影响。近几年,振动控制系统在高层建筑中得到广泛使用,但是在海上风机基础结构中的研究和应用还较少。

我实验室近海工程结构团队针对海上风机基础结构振动控制问题,在海洋工程领域一区Top期刊《Marine Structure》上发表论文。系统研究了导管架基础结构在风、浪、流耦合作用下的动力响应,提出了采用单重调谐质量阻尼器(TMD)和多重调谐质量阻尼器(MTMD)来控制海上风机基础结构振动的思路。通过ANSYS软件分别建立了安装TMDMTMD的导管架基础结构三维模型,对塔顶的位移、速度、加速度等进行研究。结果表明,安装TMD后,塔筒顶部的位移和加速度分别降低了32%29%TMD质量比越大控制效果越明显,但随着质量比的增加,控制作用趋于稳定。与TMD相比,MTMD的控制效果虽略有下降,但是系统鲁棒性更高。此外,论文还研究总结了TMDMTMD参数对于控制效果的影响,提出了系统参数选取和优化建议,为改善海上风机基础结构在复杂海洋环境下的抗振性能提供了科学依据。

(Chen D, Huang S, Huang C, et al. Passive control of jacket–type offshore wind turbine vibrations by single and multiple tuned mass dampers[J]. Marine Structures, 2021, 77: 102938.)


海上风机基础结构TMD系统示意图

 TMD质量比对塔筒顶部位移和加速度的影响

 TMDMTMD对塔筒顶部位移和加速度的影响