欢迎光临《计算力学学报》官方网站!
柳英洲,施伟,王文华,李昕,王滨.海上风机动冰力模型试验相似律研究
Similarity law study of the ice force model experiment for offshore wind turbines[J].计算力学学报,2021,38(3):337~345
海上风机动冰力模型试验相似律研究
Similarity law study of the ice force model experiment for offshore wind turbines
Similarity law study of the ice force model experiment for offshore wind turbines
投稿时间:2020-11-20  修订日期:2021-04-27
DOI:10.7511/jslx20201120001
中文关键词:  动冰荷载  相似律  模型试验  有限元方法  相互作用系数
英文关键词:dynamic ice load  similarity law  model test  finite element method  interaction coefficient
基金项目:浙江省深远海海上风电技术研究重点实验室开放基金(ZOE2020004)资助项目.
作者单位
柳英洲 大连理工大学 建设工程学部抗震研究所, 大连 116024
大连理工大学 海岸与近海工程国家重点实验室, 大连 116024 
施伟 大连理工大学 海岸与近海工程国家重点实验室, 大连 116024
大连理工大学 深海工程研究中心, 大连 116024 
王文华 大连理工大学 建设工程学部抗震研究所, 大连 116024
大连理工大学 海岸与近海工程国家重点实验室, 大连 116024 
李昕 大连理工大学 建设工程学部抗震研究所, 大连 116024
大连理工大学 海岸与近海工程国家重点实验室, 大连 116024 
王滨 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司新能源工程院, 杭州 311122 
摘要点击次数: 52
全文下载次数: 17
中文摘要:
      相似律在模型试验中发挥着非常重要的作用,虽然目前静冰力模型试验的研究比较全面,但还没有一个完整适用的动冰力相似律作为动冰力模型试验基础。本文针对冰激结构振动中动冰力模型试验相似律,基于弹性相似与柯西(Cauchy)相似的联合相似准则,提出了两种动冰力相似律。建立并改进了能够反映冰与结构水平相互作用的相互作用系数。以NREL5MW单桩海上风机为例,通过是否考虑截面弯曲刚度相似分别给出了两种海上风机在海冰作用下原型与模型的相似关系。利用ANSYS/LS-DYNA有限元方法对原型和模型风机进行数值模拟并开展海冰作用下结构的动力响应分析。根据计算结果,基于不同冰厚的冰-海上风机相互作用分别对提出的两种动冰力相似律进行验证,并对两种相似律进行对比。结果表明,后者考虑了弯曲刚度相似虽然可以优化管壁厚度比尺,为模型加工提供方便,然而模拟精度不如前者。研究成果可为寒冷海域冰力模型试验的研究提供理论参考。
英文摘要:
      The similarity laws play a very important role in model tests.Although the current research on static ice force model tests is relatively comprehensive,there is still no fully applicable dynamic ice force similarity law as the basis of dynamic ice force model tests.This paper proposes two dynamic ice force similarity laws based on the joint similarity criterion of elasticity similarity and Cauchy similarity for the dynamic ice force model test in ice-induced structural vibration.The interaction coefficient that can reflect the interaction between ice and structure is established and improved.Taking the NREL5MW monopile offshore wind turbine as an example,two similar relationships between the prototype and the model of the offshore wind turbines under the action of sea ice are given by considering whether the bending stiffness of the section is similar.Using the ANSYS/LS-DYNA finite element method,the prototype and model wind turbines are numerically simulated and the dynamic response analysis of the structure under sea ice is carried out.According to the calculation results,the two proposed dynamic ice force similarity laws are verified based on the ice-wind turbines interaction with different ice thicknesses,and the two similarity laws are compared.The results show that although the pipe wall thickness scale can be optimized based on the second similarity law which considers similar bending stiffness,and can provide convenience for model making,the simulation accuracy is not as good as the first law.The research results can provide a theoretical reference for the study of ice force model tests in cold seas.
查看全文  查看/发表评论  下载PDF阅读器
您是第8805194位访问者
版权所有:《计算力学学报》编辑部
本系统由 北京勤云科技发展有限公司设计