葉輪延遲安裝工況下海上風機塔筒動力響應研究

沈曉雷，王振揚，周茂強，蘇 凱，3，4

(1.浙江華東工程咨詢有限公司，浙江 杭州 310014；2.武漢大學水資源與水電工程科學國家重點實驗室，湖北 武漢 430074；3.武漢大學水工巖石力學教育部重點實驗室，湖北 武漢 430074；4.武漢大學海綿城市建設水系統科學湖北省重點實驗室，湖北 武漢 430074)

1 問題的提出

近年來我國海上風電事業發展迅猛[1]。然而，海上風電建設屬于外海施工且風場離岸較遠，可能因臺風或冬季季風等異常氣象干擾出現施工中斷，引發葉片、風輪未能如期與機艙拼裝或頂段塔筒未能如期安裝的施工短暫工況，如圖1所示。施工短暫工況下頂部結構將出現偏心，以葉輪延遲安裝工況下結構偏心最大，極端工況下結構甚至存在局部應力超限風險。因此，葉輪延遲安裝等施工短暫工況下風機塔筒的動力響應分析應受到更多重視。

針對海上風電結構動力響應分析，大量學者展開研究。如柳國環等[2]研究了風電機組地震作用下的位移響應；戴靠山等[3]研究了風機塔筒在極端風荷載與地震荷載作用下的破壞模式的不同；李斌等[4]分析了暴風工況下風機塔筒的動力響應，并研究了調諧質量阻尼減震技術對塔筒風振的控制作用。然而，上述研究中工況多為完建期，較少涉及施工短暫工況。

鑒于此，本文基于ABAQUS平臺建立了包含塔筒法蘭與連接螺栓的風電結構精細化有限元模型，研究葉輪延遲安裝風機在極端工況下的動力響應，并對塔筒重要節點進行強度分析，以期為相關工程提供一定參考。……