随着世界能源危机的加剧,风能作为可再生能源,具有分布范围广、储存量大、可再生的特点。近年来,随着风电机组单机装机容量的增大,塔架高度越来越高。传统钢塔架由于其底部直径大、运输困难、经济性差等问题日益突出,研究新型钢-混凝土塔筒已成为了国内外研究的热点。新型钢-混凝土组合风电塔筒集合了混凝土结构和钢结构的优点,充分发挥了钢结构和混凝土两种材料的协同作用,将两者结合建立上部为钢塔筒段,下部为混凝土塔段的组合形式。在风电机组运行过程中,对于其结构稳定运行的因素众多,诸如结构的共振、地震动、风致荷载等,在动力作用下极易发生结构损伤破坏,因此,研究风电机组组合塔筒在动力作用下的响应规律和损伤机理十分重要。基于此,本文建立风电机组钢-混凝土组合塔筒整体三维有限元模型,分析了组合塔筒在地震动作用下的响应和损伤规律;研究了流固耦合作用下钢-混凝土组合塔筒结构的振动损伤机理,以期为风力机组的发展和稳定运行提供理论支持。本文主要包括以下内容:(1)介绍了流固耦合的耦合机理、控制方程、常见的湍流模型及动态网格的更新方法,分析了MpCCI多物理场的求解过程及耦合过程中采用的计算方法。(2)建立“地基-基础-塔筒-叶片”一体化模型,基于模态理论对钢-混凝土组合塔筒进行模态计算,并对风电机组组合塔筒的自振特性进行了分析。(3)在(2)的基础上,基于弹塑性损伤力学理论,在模型中引入塑性损伤本构,研究地震动作用下的组合塔筒的响应及损伤规律。(4)分别建立了经典的圆柱绕流模型和简单三维渠道模型,验证了流固耦合方法的正确性,在进行组合塔筒的流固耦合分析时,选取了适用于钢-混凝土组合塔筒的湍流模型,分析了不同风速下流固耦合作用对组合塔筒叶片的气动效应及风电机组结构的响应,并对塔筒的损伤规律及破坏机理进行了研究。