基于面元法和FEM的海上浮式风力机叶片动力响应研究

考虑水动-气动耦合模型,研究海上浮式风力机在风浪作用下动力响应的数值模拟方法。采用速度势面元法求解浮式风力机叶片压力分布以及时变气动载荷;建立NREL 5 MW风力机的有限元模型,通过瞬态分析得到叶片的变形和应力分布。计算表明,在展长方向,越靠近叶根处,应力值越大;在弦长方向上,越靠近前缘点应力值越大。和风载荷单独作用相比,波浪载荷导致浮式平台产生较大幅度的纵荡和纵摇运动,能量传递到上部风力机后导致叶片的变形和应力更大。