在浮式海洋平台设计中,人们要解决的主要课题之一是确定这些结构在波浪作用下的运动、受力、变形等。
我们可以把这些结构看做是一个动力学系统,波浪作用叫做系统的输入(激发),结构的运动、受力、变形等称为系统的输出(反应)系统对输入的作用施行某种变换结果使函数x(t)变换为另一个函数y(t)。
用普疲劳的计算方法计算浮式结构波浪疲劳强度时,要用到传递函数的概念。
计算疲劳的第一步就要确定波浪载荷下结构典型位置处的复杂应力传递函数。
这里应力传递函数是指结构在单位波高谐波作用下的结构响应。
关于风机载荷除了IEC标准DNV和ABS都有介绍,但这些几乎都源于IEC规范,所以文章将以IEC为准介绍一下风机载荷,并顺便介绍一下在bladed中怎么设置。IEC61400包括一系列的规范,如下图,接下来这期以及各期文章重点介绍一下IEC61400-1 Wind energy generation systems -Part 1: Design requirements、IEC61400-3-1 Wind energy generation systems -Part 3-1: Design requirements for fixed offshore wind turbines和IEC61400-3-2 Wind energy generation systems -Part 3-2: Design requirements for floating offshore wind turbines中的载荷工况部分内容。 首先,介绍一下IEC61400-1里的工况表。表中介绍了风机的工况,这些工况包含了所有风机,也就是说不管是海上还是陆地都适用。 从工况表中可以看出,风机包含Power production发电、Power pro-duction plus occurrence of fault发电兼有故障、Start up启动、Normal shut down正常关机、Emergency stop紧急关机、)Parked(standing still or idling)停机(静止或空转)、Parked and fault conditions停机兼有故障和Transport, assembly, maintenance and repair运输、安装、维护和维修八个工况。 接下来介绍一下IEC61400-3-1里的工况表。表中介绍了固定式海上风机的工况,这些工况也适用于漂浮式风机。 与IEC61400-1比较,多出了波浪、风浪方向、流和水位项。最后介绍一下IEC61400-3-2里的工况表。表中除IEC 61400-3-1规定的设计载荷工况外,还考虑了适用于漂浮式海上风力发电机组的特定载荷工况。 发电兼有故障和正常停机各增加了一个工况,并增加了发电和停机两大类工况。以下为工况表中所用的缩略语和符号。CODco-directionalCOD同向DLCdesign load caseDLC设计载荷工况ECDextreme coherent gust with direction changeECD方向变化的极端相干阵风ECMextreme current modelECM极端流模型EDCextreme direction changeEDC极端风向变化EOGextreme operating gustEOG极端运行阵风ESSextreme sea stateESS极端海况EWLRextreme water level rangeEWLR极端水位范围EWMextreme wind speed modelEWM极端风速模型EWSextreme wind shearEWS极端风切变MISmisalignedMIS偏向MSLmean sea levelMSL平均海平面MULmulti-directionalMUL多向NCMnormal current modelNCM正常流模型NTMnormal turbulence modelNTM正常湍流模型NWLRnormal water level rangeNWLR正常水位范围NWPnormal wind profile modelNWP正常风廓线模型NSSnormal sea stateNSS正常海况SSSsevere sea stateSSS恶劣海况UNIuni-directionalUNI单向Vr±2 m/ssensitivity to all wind speeds in the range shall be analysedVr±2 m/s应分析此范围内的所有风速的敏感度FfatigueF疲劳Uultimate strengthU极限强度NnormalN正常AabnormalA非正常*partial safety factor for fatigue*疲劳局部安全系数来源:智慧强学斋