振动与冲击

作者：丁勤卫，?郝文星，?李春，?叶柯华，?王渊博

单位：上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093

关键词：漂浮式风力机；调频质量阻尼器；多岛遗传算法；横摇；湍流风；不规则波

漂浮式风力机的稳定性研究已成为风电领域中颇具挑战性的问题。分别采用湍流风谱和波浪谱方法建立速度、方向均剧烈波动的湍流风和不规则波，以ITI Barge平台漂浮式风力机为研究对象，提出在机舱配置调谐质量阻尼器（TMD，Tuned Mass Damper）对风力机进行稳定性控制，基于气动-水动-伺服-弹性仿真平台FAST计算了风波联合作用下TMD风力机的动力学特性，并进一步采用多岛遗传算法对TMD诸结构参数（质量、刚度和阻尼）进行优化设计。结果表明：机舱配置TMD可实现漂浮式风力机稳定性的控制，平台横荡、横摇运动幅度和塔尖侧向位移均明显减小；塔尖侧向位移及平台横摇幅值随TMD质量增加均呈现出先减小后增大的趋势，阻尼及刚度变化对其影响较小；质量为21393kg、阻尼为13635 N/(m/s)及刚度为6828N/m为最优的TMD结构参数；配置优化TMD后，漂浮式风力机横摇运动及塔尖侧向位移降低效果更明显，稳定性分别提高了约53%和50%。计算结果验证了所提出TMD控制、优化方法及优化结果的有效性和可靠性，可为海上漂浮式风力机的稳定性研究提供参考。<br>

来源：2018年第23期

《振动与冲击》期刊编辑部

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