风电机组延寿

近期有多个漂浮式一体化仿真的标准标准在制定，但我感觉都没抓到一体化仿真的关键。 因为里面的内容过分关注气动力和水动力等的一些详细的计算方法了，而这些都已经比较成熟了。 下面是我对于一体化仿真的粗浅看法。 现在之所以提出一体化仿真的问题，主要是因为现在的气动模型、水动力模型和浮式基础的结构模型是分别建立的，如果有一个软件能把这三个模型都结合在一起，那也就没有什么一体化的问题了。所以这三个模型的耦合问题，是一体化仿真绕不开的。一体化仿真的重点就是这三个模型的数据怎么相互传递，怎么调试使这三个模型使计算出的结果是相互匹配的。首先，三个模型的重量重心和转动惯量要先要一致。其次，要使气动模型算出塔底载荷准确，气动模型的运动姿态就要和水动力模型的也要相一致。选取了美国可再生能源实验室的OC5半潜式海上漂浮式风机为研究对象，介绍一下我们用Bladed、AQWA和经典ANSYS进行一体化仿真的方法。漂浮式风电基础同时受到风浪流载荷的同时作用，风机的气动载荷和浮体的水动力载荷的耦合关系是非线性的，加上风机的外部控制策略，导致整个结构的动力特性十分复杂，为了求得更精确的载荷而对风机和浮式基础要采用一体化仿真。用Bladed软件建立OC5风机、浮体和系泊系统的模型，并加载与模型匹配的风机控制文件。最新版本的Bladed添加了BEM边界元法模块，可以带入AQWA计算求得的水动力文件，从而考虑了势流理论，使包含了大尺度构件浮体模型的计算结果更加准确。用AQWA软件建立OC5浮体和系泊系统的水动力模型，模型的质量点的质量和转动惯量要和Bladed模型相匹配。由于用Bladed建的OC5模型用了AQWA求出的水动力文件，所以经过调试Bladed和AWQA的计算出的运动状态将几乎相同。用经典ANSYS软件建立OC5的有限元结构仿真模型，漂浮式基础的外壳板、甲板、舱壁等板壳结构和强结构的腹板用SHELL单元模拟；结构的加强筋和强结构的面板使用BEAM单元模拟。使用改密度或质量点MASS单元对机械设备、压载水和油料的重量进行模拟。在锚链与模型的连接点位置使用弹簧单元进行连接。来源：智慧强学斋