复杂荷载环境下海上风力机的建模及动力学特性分析

摘要

通过分析处于海风、海浪、海流、土壤力等复杂荷载作用下的海上风力机支撑结构,采用赫维赛德阶跃函数和狄拉克δ函数建立了连续统一的、顶端带有集中质量块的悬垂梁风力机动力学模型.基于对控制方程的Galerkin截断,得到离散化的常微分方程组,使用四阶Runge-Kutta方法求解,得到了模型的动力学行为特性云图曲线.通过悬垂梁风力机模型的时程曲线、庞加莱映射对风力机模型进行动力学分析,给出了位移和速度的幅值随激振力频率变化的幅频特性曲线,并研究了垂向激振、自重、变刚度参数对风力机结构振动特性及其稳定性的影响.