台风-浪-流耦合作用下海上10 MW级特大型风力机风荷载特性分析

作     者：柯世堂 王硕 赵永发 张伟 李晔 KE Shi‑tang;WANG Shuo;ZHAO Yong‑fa;ZHANG Wei;LI Ye

作者机构：南京航空航天大学土木与机场工程系江苏南京211106 南京航空航天大学江苏省风力机设计高技术研究重点实验室江苏南京211106 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2017YFE0132000,2019YFB1503700) 国家自然科学基金资助项目(51761165022,5207080548,52211530086) 国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目(52211530086) 

出 版 物：《振动工程学报》 (Journal of Vibration Engineering)

年 卷 期：2023年第36卷第2期

页      码：299-310页

摘      要：为揭示海上台风-浪-流耦合作用下海上风力机的风荷载分布特性,以广东外罗10 MW特大型风力机为研究对象,采用Model Coupling Toolkit(MCT)建立中尺度WRF-SWAN-FVCOM(W-S-F)实时耦合模拟平台,分析超强台风“威马逊”过境全过程海上风电场台风-浪-流的时空演变,再结合中/小尺度嵌套方法分析了风力机风荷载分布特性与叶片-塔筒-波浪面之间的干扰效应,提出了极端风况下海上风力机典型位置极值荷载模型。结果表明:建立的中尺度W-S-F耦合平台能准确模拟台风、波浪和海流间的相互作用;塔筒风荷载在叶片干扰段以横风向为主,在波浪干扰段以顺风向为主,并在低空波面附近表现出较强的脉动特征;A位置叶片最安全而B位置最危险;T4相位为海上风力机单桩基础强度设计的最不利相位,基底剪力最大达7.68×10^(6)量级,基底弯矩最大达5.2×10^(8)量级。

主 题 词：风荷载分布 台风-浪-流耦合模拟 海上风力机 中/小尺度嵌套 干扰效应 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 081405[081405] 080703[080703] 080704[080704] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0814[工学-地质类] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2023.02.001

馆 藏 号：203121322...