[发明专利]一种地震作用下的海上风机整体耦合分析方法

摘要

一种地震作用下的海上风机整体耦合分析方法，属于海上风机数值仿真计算技术领域。该分析方法基于有限元方法、结构动力学、风力机空气动力学和波浪理论推导出了地震、风和波浪荷载联合作用下的海上风机耦合运动控制方程，并以FAST V8.0为平台，建立地震作用下的海上风机整体耦合分析方法。进一步基于地震荷载作用下海上风机的结构动力反应特性，在海上风机整体耦合分析方法中添加多重质量调谐控制(MTMD)模块和调谐液体柱型阻尼器(TLCD)，实现地震、风和波浪荷载联合作用下海上风机整体结构多方法多方位同步控制。

主权项

1.一种地震工况下的海上风机整体耦合分析方法，其特征在于包含以下步骤：a.建立地震、风和波浪荷载联合作用下的海上风机耦合运动控制方程；b.基于FAST V8.0中风浪联合作用下的海上风机整体耦合模型和a中的结构运动控制方程，开发地震荷载分析模块，建立地震、风和波浪联合作用下的整体耦合分析方法；c.编译FAST V8.0中的主程序模块和各个计算模块，编写各模块与地震荷载计算模块的数据接口；d.开发地震荷载计算模块的系列子功能模块：数据传输模块、数据处理模块、地震动合成模块、地震动修正模块、地震力计算模块；e.d中所述的地震荷载分析模块为独立模块，既独立开展海上风机在静水+地震条件下的动力反应分析，也与FAST软件的气弹性分析模块和水动力计算模块相结合开展地震、风和波浪联合作用下的结构耦合动力反应分析；f.基于上述开发建立地震工况下海上风机整体结构耦合反应分析方法；g.基于f中的海上风机整体耦合分析方法，添加MTMD数值模型，建立地震作用下海上风机局部及整体结构的MTMD控制模型；h.所述的步骤g中的塔筒MTMD的数值模型包含以下步骤：h1.基于FAST V8.0中控制系统模块开发风机塔筒MTMD数值模拟模块，在主程序模块和各子程序模块中建立与塔筒MTMD数值模拟模块的数据接口；h2.风机塔筒MTMD数值模拟模块包含以下功能模块：数据传输模块、MTMD参数设置模块、控制荷载计算模块；i.基于f中的海上风机整体耦合分析方法，添加TLCD模型模型，建立地震作用下海上风机机舱的TLCD控制模型；j.所述的步骤i中的TLCD数值模型建立主要包含以下步骤：j1.建立TLCD与海上风机结构的耦合运动方程；j2.基于TLCD耦合运动控制方程，开发海上风机TLCD控制模型，包含以下功能模块：数据传输模块、TLCD参数设置模块、TLCD运动方程求解模块。