浮式风力机极限载荷与疲劳载荷研究

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本文主要研究极限载荷与疲劳载荷的计算方法,针对浮式风力机,比较分析不同锚泊模型的计算结果,选择动态锚链模型,分析波浪入射角对计算结果的影响。参考IEC61400-3规范,采用统计外推方法计算极限载荷,分别应用分块最大值法和超越门槛值法计算TLP风力机极限载荷。针对超越门槛值法,分别选取广义极值分布和广义Pareto分布为外推函数,比较对应不同门槛值的极限载荷。比较不同外推方法的计算结果,门槛值为平均值+1.4倍标准差且外推函数为广义极值分布的计算结果较为理想。根据线性累积损伤理论和雨流计数法,比较平均值修正对计算值的影响,选用Goodman修正方法计算疲劳载荷。选取TLP、Semi-Sub及Spar浮式风力机作为研究对象,针对锚泊系统选用准静态和动态锚链模型,比较两者仿真数据,对应计算结果表明惯性力对风力机极限载荷和疲劳载荷有较大影响,仿真计算中应选用动态锚链模型。选取动态锚链模型,根据风浪联合作用下对应不同入射角的仿真数据,比较风力机载荷及支撑平台动态响应,对应极限载荷和疲劳载荷计算结果表明波浪入射角对塔筒底端载荷计算值有一定影响,而叶片载荷计算值基本一致。
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