[发明专利]一种增加水动阻尼的漂浮式风机扰流板结构

说明书

本发明公开了一种增加水动阻尼的漂浮式风机扰流板结构，用于漂浮式风机中，包括风电机组、塔架、若干主浮筒、若干垂荡板及若干连接撑杆；其中，一个垂荡板对应一个主浮筒，垂荡板固定于对应主浮筒的底部，相邻主浮筒之间以及各主浮筒与塔架的下侧之间均通过连接撑杆相连接，风电机组固定于塔架的顶部，主浮筒的外壁上设置有若干扰流板，垂荡板上开设有若干通孔，该结构能够避免水流产生的涡激振动。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，涉及一种增加水动阻尼的漂浮式风机扰流板结构。

背景技术

随着风能资源开发的不断扩大，尤其在深海处的开发，使得漂浮式风力机的研究备受重视。常用的漂浮式基础有Spar基础、TLP基础和半潜式基础等。

对于漂浮式风机中的主浮筒和直立柱等圆柱形断面结构物，在一定的恒定流速下，都会在主浮筒两侧交替地产生脱离结构物表面的旋涡。这种交替发放的泻涡又会在柱体上生成顺流向及横流向周期性变化的脉动压力，如果此时柱体是弹性支撑的，或者柔性管体允许发生弹性变形，那么脉动流体力将引发柱体(管体)的周期性振动，这种规律性的柱状体振动反过来又会改变其尾流的泻涡发放形态。这种流体一结构物相互作用的问题被称作“涡激振动”。

涡激振动将产生结构共振，会引起风机异常报警停机，长期运行将急剧减少结构的疲劳寿命。

因此需要设计一种能够增加了水动阻尼，避免产生水流产生的涡激振动，延长结构使用寿命，并且制造简便，易于安装和维护，成本较低的结构方案。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种增加水动阻尼的漂浮式风机扰流板结构，该结构能够避免水流产生的涡激振动。

为达到上述目的，本发明所述的增加水动阻尼的漂浮式风机扰流板结构，用于漂浮式风机中，包括风电机组、塔架、若干主浮筒、若干垂荡板及若干连接撑杆；

其中，一个垂荡板对应一个主浮筒，垂荡板固定于对应主浮筒的底部，相邻主浮筒之间以及各主浮筒与塔架的下侧之间均通过连接撑杆相连接，风电机组固定于塔架的顶部，主浮筒的外壁上设置有若干扰流板，垂荡板上开设有若干通孔。

所述扰流板为单螺旋结构或者交叉的双螺旋结构。

所述扰流板的横截面为矩形结构、三角形结构或者梯形结构。

当扰流板的横截面为矩形结构时，所述矩形结构的高度及宽度分别为a2及h2，其中，5mm≤a2≤50mm，50mm≤h2≤300mm。

当扰流板的横截面为三角形结构时，所述三角形结构的高度及宽度分别为a1及h1，扰流板的厚度为t，所述三角形结构的顶角为2β1，则有100mm≤a1≤500mm，50mm≤h1≤500mm，5mm≤t≤25mm。

当扰流板的横截面为梯形结构时，所述梯形结构的短边长度、长边长度及宽度分别为a4、a3及h3；扰流板与水平面之间的夹角为α1，则有100mm≤a4≤500mm，10mm≤a3≤100mm，100mm≤h3≤500mm，15°≤α1≤60°。

当扰流板的横截面为矩形结构时，扰流板与主浮筒之间相焊接；

当扰流板的横截面为三角形结构或者梯形结构时，扰流板通过耳板及螺栓与主浮筒相连接。

扰流板分为若干段，其中，各段的长度l根据各段对应的中心角θ1以及相邻段之间间隙对应的中心角θ2确定，其中，15°≤θ1≤60°，5°≤θ2≤30°。

当扰流板为交叉的双螺旋结构时，扰流板与水平面之间的夹角为α2，15°≤α2≤60°。

本发明具有以下有益效果：