潮流電站載體結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、隨著石油、煤炭等常規(guī)能源的日益消耗，各種新能源的開發(fā)利用顯得日益重要。作為新能源的一種，潮流能發(fā)電就是利用海水周期性水平流動的動能發(fā)電。潮流能資源豐富，分布廣泛，屬于低碳或非碳能源，既不存在資源枯竭問題，又不會對環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。為推動潮流能利用的實用化進(jìn)程，針對已建成的“座海底式40kW潮流能獨(dú)立發(fā)電實驗電站項目”進(jìn)行了優(yōu)化分析。 首先，介紹了優(yōu)化理論的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，并根據(jù)潮流電站設(shè)計變量

2、多的特點(diǎn)，選擇了ANSYS軟件中的優(yōu)化模塊作為優(yōu)化工具。 其次，根據(jù)“座海底式40kW潮流能獨(dú)立發(fā)電試驗電站項目”的資料，對載體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元建模，建模過程中對一些不參與受力的構(gòu)件進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮喕?第三，應(yīng)用有限元軟件ABAQUS對相同的載體結(jié)構(gòu)建立了結(jié)構(gòu)分析模型，與ANSYS數(shù)值模型計算結(jié)果進(jìn)行了對比。兩者結(jié)果具有相似性，證明利用數(shù)值模擬的方法計算載體結(jié)構(gòu)的方法是可行的。 第四，根據(jù)當(dāng)?shù)氐某绷髁魉?，計算?

3、.01m/s潮流流速情況下作用在載體結(jié)構(gòu)上的潮流荷載，以靜載的方式施加在載體結(jié)構(gòu)上；根據(jù)相關(guān)資料所提供的發(fā)電機(jī)組重量和水輪機(jī)葉片重量的數(shù)據(jù)，以均布荷載的方式施加在載體結(jié)構(gòu)上；對基座底部施加了約束條件；完成了有限元分析過程。從位移數(shù)據(jù)看，結(jié)構(gòu)運(yùn)行是安全的；從應(yīng)力數(shù)據(jù)看，材料未得到充分利用；證明載體結(jié)構(gòu)存在優(yōu)化設(shè)計的空間。 最后，通過定義載體結(jié)構(gòu)各部分的截面屬性為設(shè)計變量，包括鋼板厚度和角鋼的截面參數(shù)等，定義最大合位移與最大等效應(yīng)力