高柔風電塔殘余振動控制優化設計
摘要:高柔風電塔在緊急停機后因共振往往會發生長時間且激烈的殘余振動,嚴重影響風電塔的運行安全.為了確保風電塔的安全運行,提出基于殘余振動控制的多約束單管型風電塔的優化方法.由于降低風電塔建造成本的重要性,以最小化材料體積為目標函數,按照將塔架設計成柔性塔的要求設定塔架的固有頻率約束,將停機激勵下的殘余振動降低比例作為約束.為了避免計算殘余振動及其靈敏度所需的耗時瞬態動力學分析,采用二次型積分形式的性能指標衡量結構的殘余振動.基于李雅普諾夫第二方法實現了對上述性能指標及其靈敏度計算的大幅簡化.同時,考慮到風電塔設計中也需考慮塔頂位移約束,為了計算塔頂位移,采用專業軟件Bladed得到緊急停機工況下的風荷載.比較了采用塔頂位移約束和殘余振動約束的優化結果,同時對阻尼器的分布進行拓撲優化,為高柔風電塔的設計研究提供了一定的參考.
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