超高风力发电塔筒三段组合结构设计方法及系统技术方案

技术编号:45836304 阅读:26 留言:0更新日期:2025-07-15 22:42
本申请涉及数据处理技术领域,公开了一种超高风力发电塔筒三段组合结构设计方法及系统。该方法包括:通过风荷载‑结构动力学‑材料力学耦合算法分析风速分布数据,得到三段功能分区的刚度分布函数和频率避让约束,对下部桁架段进行多目标优化得到几何参数配置,对中部多棱过渡段进行流固耦合振动控制设计,对上部圆柱段进行气弹失稳防控设计,将三段结构进行一体化动力学协调处理,通过大涡模拟‑有限元耦合验证算法进行多工况验证,得到目标设计参数。本申请解决了现有风电塔筒技术无法突破360米超高度限制并同时满足结构安全性、经济性和可施工性要求的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及数据处理,尤其涉及一种超高风力发电塔筒三段组合结构设计方法及系统


技术介绍

1、现有风力发电技术中,随着全球能源结构转型加速,风力发电机组正朝着大功率化、高空化方向发展,海上风电机组单机容量正从8-20mw向30-50mw快速迭代,陆地风塔则由5mw向30mw转型。为获取60-700米高空优质风资源,主流风电场已要求塔筒高度从当前的120-160米提升至190米,正向360米以上发展,确保叶片在优质风段安全运转。现有风电塔筒技术主要采用钢混组合塔筒、传统圆柱钢塔和桁架式塔筒等结构形式。

2、然而现有风电塔筒技术中存在显著的结构缺陷、造价过高、运输限制等问题,钢混组合塔筒的混凝土与钢连接界面易产生微裂缝且动态性能差,存在共振风险及倒塌风险。传统圆柱钢塔在公路上运输困难,为满足刚度要求中底节钢板壁厚达60-90mm,造成材料大量浪费。桁架式塔筒中上段单纯圆形塔过高时抗摆抗弯抗震性能不足成为瓶颈难点。

3、基于现有技术的局限性分析,当塔筒高度突破300米向360米发展时,传统单一结构形式无法同时解决高强刚度需求、运输便利性和抗本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种超高风力发电塔筒三段组合结构设计方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的超高风力发电塔筒三段组合结构设计方法,其特征在于,所述通过风荷载-结构动力学-材料力学耦合算法对目标风电场的风速分布数据进行多物理场协同分析,得到三段功能分区的刚度分布函数和频率避让约束,包括:

3.根据权利要求1所述的超高风力发电塔筒三段组合结构设计方法,其特征在于,所述根据刚度分布函数对下部桁架段的几何参数进行多目标优化处理,得到斜撑交叉角度、主斜管规格和钢丝绳-混凝土复合截面的优化配置,包括:

4.根据权利要求1所述的超高风力发电塔筒三段组合结构设计...

【技术特征摘要】

1.一种超高风力发电塔筒三段组合结构设计方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的超高风力发电塔筒三段组合结构设计方法,其特征在于,所述通过风荷载-结构动力学-材料力学耦合算法对目标风电场的风速分布数据进行多物理场协同分析,得到三段功能分区的刚度分布函数和频率避让约束,包括:

3.根据权利要求1所述的超高风力发电塔筒三段组合结构设计方法,其特征在于,所述根据刚度分布函数对下部桁架段的几何参数进行多目标优化处理,得到斜撑交叉角度、主斜管规格和钢丝绳-混凝土复合截面的优化配置,包括:

4.根据权利要求1所述的超高风力发电塔筒三段组合结构设计方法,其特征在于,所述将下部桁架段的动力学特性作为边界条件,对中部多棱过渡段进行流固耦合振动控制设计,得到12边形多棱体几何参数、tmd装置参数和24个粘滞阻尼器的布置方案,包括:

5.根据权利要求1所述的超高风力发电塔筒三段组合结构设计方法,其特征在于,所述基于中部多棱过渡段的振动控制成果,对上部圆柱段进行气弹失稳防控设计,得到多片圆柱结构的片数分布...

【专利技术属性】
技术研发人员:李世伟李呈祥方亚赵旭曹秀张鹏邵立忠
申请(专利权)人:山东中呈防雷科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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