上海市浦江人才计划项目(06PJ14095)
- 作品数：12 被引量：132H指数：6
- 相关作者：贺广零李杰周勇金涛张永利更多>>
- 相关机构：同济大学福建工程学院中南林业科技大学更多>>
- 发文基金：上海市浦江人才计划项目“十一五”国家科技支撑计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理建筑科学更多>>
- 考虑土-结构相互作用的风力发电高塔系统地震动力响应分析被引量：47
- 2009年
- 研究考虑土-结构相互作用(Soil-structure interaction,SSI)的风力发电高塔系统地震动力响应分析问题。建立风力发电高塔系统"桨叶-机舱-塔体-基础"一体化的多体系统动力学有限元模型。基于多体系统动力学基本原理,风力发电高塔系统被离散为一系列连续的超级单元,而风力发电高塔系统土-结构相互作用则可通过在基础和土体交界面上设置弹簧和阻尼器来实现。在多体系统动力学方法中,可根据材料力学确定难于确定的超级单元参数和依据Lagrange法推导多体动力学控制运动方程。为了研究风力发电高塔系统的动力特性,基于欧洲规范(Eurocode8)对风力发电高塔系统进行了地震作用动力时程分析。研究表明,考虑SSI效应与否对结果影响较大。一般来说,考虑SSI效应会增加塔体基础与地基连接的柔度。同时,SSI效应在不同自由振动中所起的作用不一样,它对弯曲振动尤其是高阶弯曲振动的影响比较大。因此,在对风力发电高塔系统进行地震动力响应分析时,应该考虑SSI效应。
- 贺广零
- 关键词：风力发电高塔系统土-结构相互作用
- 风力发电高塔系统地震动力响应分析被引量：50
- 2009年
- 该文研究了风力发电高塔系统地震动力响应分析问题。首先,基于随机地震动物理模型,生成了均值参数地震动加速度时程。然后,建立了风力发电高塔系统"桨叶-塔体-基础"一体化有限元模型。为了明确土-结构相互作用(SSI)对风力发电高塔系统动力行为的影响,建立了考虑基础和周围土体影响的对比模型。在这两种模型的基础上,对风力发电高塔系统进行了地震作用动力时程分析。研究表明:风力发电高塔系统地震动力响应非常突出,在地震活跃地区,地震作用很可能成为风力发电高塔系统的控制荷载之一。同时发现,考虑SSI效应会导致结构响应一定程度放大。因此,在对风力发电高塔系统进行地震动力响应分析时,必须考虑SSI效应。
- 贺广零周勇李杰
- 关键词：风力发电高塔系统
- 风力发电高塔系统阵风荷载因子法被引量：1
- 2010年
- 给出了风力发电高塔系统阵风荷载因子法。与传统的阵风荷载因子法不同的是,因桨叶/塔体相互作用的存在,风力发电高塔系统阵风荷载因子包含两项共振分量。一般地,风力发电高塔系统包含桨叶和塔体两个子结构,每个子结构都可视为单自由度体系,二者耦合在一块构成两自由度体系。因桨叶和塔体自振频率可能相近,系统响应的共振分量包含了桨叶/塔体耦合系统前两阶振型的贡献。为获得风力发电高塔系统阵风荷载因子的准确值,给出了塔顶位移和基底弯矩阵风荷载因子数值解以及塔顶位移阵风荷载因子精确解。同时,针对桨叶不同转速给出了一系列考虑桨叶/塔体耦合的两自由度体系阵风荷载因子,并与不考虑桨叶/塔体耦合的单自由度体系阵风荷载因子比较,两者有一定的区别。
- 贺广零
- 关键词：风力发电高塔系统
- 东海大桥海上风电场基础设计与分析被引量：9
- 2010年
- 东海大桥海上风电场是亚洲第一座大型海上风电场,预计年上网电量2.67亿度电,可以满足上海市40万人口的用电需求。结合东海大桥海上风电场的场地地质勘测资料,依据德国劳埃德船级社规范及国内相关规范,设计了两种基础型式,即单桩基础和三脚架基础;而后,利用ANSYS软件分析了这两种基础型式的承载性能,对比了这两种基础型式的优劣,为海上风电场基础型式的选择提供参考。本文的工作为近海风机基础有限元分析提供了一个完整的范例。
- 张永利周勇李杰
- 关键词：风机风电场单桩三脚架有限元
- 风力发电高塔系统风致随机动力响应分析被引量：11
- 2011年
- 介绍了一种高精度且高效的随机动力系统分析方法—广义概率密度演化方法。基于广义概率密度演化方法,结合随机脉动风场物理模型和"桨叶-机舱-塔体-基础"一体化有限元模型,分别对1.25MW风力发电高钢塔和钢筋混凝土风力发电高塔进行了风致随机动力响应分析,并将分析结果同确定性动力响应分析结果进行比较。研究表明,随机性对风力发电高塔系统结构风致动力响应分析的影响非常显著。
- 贺广零李杰
- 关键词：风力发电高塔系统随机FOURIER谱
- 钢筋混凝土风力发电高塔数值分析被引量：12
- 2008年
- 风能是一种清洁无污染的可再生资源,风力发电技术方兴未艾。目前,国内外已建的风力发电高塔主要采用钢锥筒塔形式,而关于钢筋混凝土塔体的研究与设计资料则较为缺乏。随着风机功率的提高,需要风力发电塔具有更大的塔身高度,而钢筋混凝土塔体无论在技术方面还是在经济指标方面都将表现出更大的优越性。本文以实际工程为背景,根据某钢筋混凝土风力发电高塔,采用有限元技术分析了该塔在塔顶静力荷载作用下的受力行为,比较了采用不同的有限元建模方式所得到的数值结果,分析了塔身开洞对钢筋混凝土塔体的受力行为的影响,验证了设计的合理性,为今后我国混凝土风力发电塔的设计与建造提供参考。
- 金涛周勇李杰
- 关键词：有限元
- 风力发电高塔系统抗风动力可靠度分析被引量：8
- 2011年
- 介绍一种基于广义概率密度演化理论的动力可靠度分析方法.结合随机脉动风场物理模型和"桨叶-机舱-塔体-基础"一体化有限元模型,分别分析1.25 MW风力发电钢塔和钢筋混凝土风力发电高塔的抗风动力可靠度.研究表明,广义概率密度演化方法可以有效地分析风力发电高塔系统抗风动力可靠度.相比风力发电钢塔,钢筋混凝土风力发电高塔具有更高的可靠度.
- 贺广零李杰
- 关键词：动力可靠度随机FOURIER谱
- 基于物理机制的风力发电高塔系统旋转样本功率谱研究被引量：6
- 2009年
- 为考虑桨叶的旋转效应,研究风力发电高塔系统旋转样本谱问题。首先,针对风力发电机旋转坐标系推导固定点风速功率谱物理模型,构建旋转样本谱源谱。在掌握旋转样本谱物理机制的基础上,对相干函数进行Fourier展开,借助δ函数的性质,从频域的角度出发建立一种旋转样本谱物理模型,有效解决了旋转桨叶荷载施加问题。以典型的1.25MW三桨叶变桨距风力发电高塔系统为例进行分析。研究表明,与经典紊流风谱相比,旋转样本谱的能量分布发生了根本的变化,其能量由低频向高频移动,在高频段曲线会出现多峰情况。随着计算点半径的增加,能量转移现象趋于显著。平均风速的增加会导致能量在各频率处分布更为均匀,谱峰形状趋于丰满。
- 贺广零李杰
- 关键词：风力发电高塔系统物理机制Δ函数
- 非均布荷载作用下煤柱-顶板系统的失稳分析被引量：4
- 2008年
- 针对实际工程中作用在煤柱-顶板系统上的荷载为非均布荷载的现象,研究了煤柱-顶板系统在非均布荷载下的失稳机制。基于温克尔假设,把坚硬顶板视为弹性梁,把煤柱等效为连续均匀分布的支撑弹簧,从而形成煤柱-顶板相互作用系统的力学模型;基于尖点突变理论,对采空区煤柱-顶板系统失稳机理进行了探索,导出了该系统失稳的充要力学判据,并得出了顶板破坏的临界厚度;同时,分析了影响系统失稳的主要参数,并给出了若干工程建议;最后以甘肃省某煤矿为例,计算了该矿体的临界顶板厚度。所得结果为进一步研究煤柱-顶板系统的失稳机制和制定相关规范提供了参考。
- 贺广零洪芳李倩妹
- 关键词：非均布荷载突变理论失稳机理
- 基于物理机制的风力发电高塔系统风场模拟被引量：5
- 2010年
- 为了准确确定作用于桨叶和塔体的风荷载,研究了基于物理机制的风力发电高塔系统风场模拟问题.依据随机过程的随机函数描述,提出了基于物理机制的旋转Fourier互谱,有效地考虑了桨叶旋转效应和桨叶上不同点风速之间的相关性.然后,对旋转Fourier谱(随机Fourier谱)作逆Fourier变换,实现了桨叶(塔体)的风场模拟.最后,结合典型的1.25 MW三桨叶变桨距风力发电高塔系统,进行了纵向风速场数值仿真研究.算例表明,该算法可以准确地模拟给定风环境的风力发电高塔系统脉动风速时程.
- 贺广零李杰
- 关键词：风力发电高塔系统随机函数物理机制风场模拟
