云南三尖山风电场风机塔架风致力学性能分析

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  现在如今全球的环境污染和能源危机促进了环保能源的开发利用。风能是目前全世界公认的开发前景比较广阔的清洁型能源。其中水平轴风力发电机组的大型化和柔性化的发展,让设计人员对水平轴大型风力发电机组塔架要求越来越严格。   本文通过对云南这一特殊地况下风流体的流体理论分析和数据收集及处理,从四种湍流模型中选择适合本地区情况下的流体模型,即标准 k-ε湍流模型,运用PHOENICS流体分析软件对塔架这一特殊高耸结构的抗风分析。从而可以直观的观察到风流体对塔架这样的圆柱体绕流特性的作用形式。   文中的中心环节是本地区风荷载数据的收集和处理,不仅对湍流体提供原始数据,而且对下文塔架的静动力反应分析也提供必要的参考参数。通常的水平轴风力机塔架采用锥筒高耸钢结构,其几何特征和受力特点包括弯曲变形,轴向压缩变形和扭转变形的共同作用,可将其简化成壳单元不仅可以计算弯曲变形还可以计算中面的变形,而且壳体的弯曲内力和中面内力相互联系,相互制约。   本文采用ANSYS有限元软件分析本风电场建设选择的1.5MW风电机组的静动力反应分析。其中主要对横风最大风力条件,正常运行+地震载荷以及额定风速条件下正常运行载荷的 2 倍三种工况条件下塔架的应力和变形分析,得到本地区影响风机安全的最不利荷载,同时验算本风电场所选机型静力载荷下是否安全;同时由于风电机组的上部结构极易发生横风向共振,共振产生的结构效应对塔架的设计影响较大,文章中用ansys中的模态分析程序分析对本风电场塔架进行分析,得到是否发生共振危害;对塔架模块化进行初步的探索,主要是针对云南省这样的多山地区,交通条件比较落后,阻碍了对大型风力发电机组的运输,尤其是塔架。因此对风力发电机塔架的模块化的研究,希望对以后的研究能提供一些帮助。
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