中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：我國(guó)沿海地區(qū)年平均風(fēng)速高，風(fēng)能資源豐富；同時(shí)，沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，電能消耗大。這種資源供給與需求在地域上的良好契合，非常有利于可再生能源風(fēng)電的開發(fā)。但是，沿海地區(qū)易受臺(tái)風(fēng)等極端風(fēng)況的影響，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年平均有九個(gè)臺(tái)風(fēng)登陸我國(guó)沿海地區(qū)，極端風(fēng)況對(duì)沿海風(fēng)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)完整性構(gòu)成了巨大威脅。如何可靠、經(jīng)濟(jì)地保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是沿海風(fēng)電機(jī)組向更大尺度、更深水深發(fā)展所必須解決的關(guān)鍵技術(shù)難題之一。
近日，中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所科研人員針對(duì)臺(tái)風(fēng)風(fēng)速極值大、風(fēng)向變化快的特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)測(cè)氣象數(shù)據(jù)、三維地形GPS數(shù)據(jù)和臺(tái)風(fēng)風(fēng)剪切模型，進(jìn)行了復(fù)雜風(fēng)場(chǎng)特性的三維CFD模擬和風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)的氣彈耦合分析，建立了風(fēng)電機(jī)組在極端風(fēng)況作用下結(jié)構(gòu)極限破壞的系統(tǒng)分析方法。運(yùn)用該方法，研究人員定量分析了沿海風(fēng)電機(jī)組在不同極端風(fēng)況、不同停機(jī)姿態(tài)、不同位置分布等關(guān)鍵因素對(duì)其結(jié)構(gòu)破壞模式和極限承載力的影響，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了實(shí)際風(fēng)電機(jī)組的破壞特征，如結(jié)構(gòu)斷裂位置、破壞主導(dǎo)模式和臨界載荷。同時(shí)，根據(jù)研究結(jié)果，研究人員對(duì)現(xiàn)行IEC風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)規(guī)范提出了改進(jìn)和修正建議。
相關(guān)成果已發(fā)表在國(guó)際期刊Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics上，并將在歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)（EWEA-2015）上作口頭報(bào)告。研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和教育部留學(xué)回國(guó)人員啟動(dòng)基金的資助。
圖1 臺(tái)風(fēng)路徑與風(fēng)場(chǎng)位置
圖2 風(fēng)場(chǎng)三維CFD網(wǎng)格與風(fēng)電機(jī)組模型
圖3 葉片破壞模式與位置（計(jì)算v.s.觀測(cè)）
