风电平台塔筒涡激振动抑制实验获突破
风电塔筒作为支撑风电机组的核心承重结构,长期面临涡激振动的致命威胁。当风流经光滑圆柱形塔筒表面时,在背风侧交替产生周期性脱落的旋涡(卡门涡街),若旋涡脱落频率与塔筒固有频率接近,将引发共振,导致塔筒剧烈摇摆甚至疲劳断裂4传统抑制方法如安装临时扰流条、缆风绳或阻尼器,虽能短期缓解,却存在安装复杂、无法自适应风向、损害塔筒结构等缺陷
一、突破性技术:模块化智能涡激抑制系统
近期实验表明,一种新型涡激振动抑制装置通过三重创新设计实现技术突破:
螺旋布局涡流发生器
在塔筒表面周向螺旋排布翼型扰流单元,通过产生马蹄涡尾流主动扰乱来流轨迹,破坏卡门涡街的稳定形成。实验证明,该设计可将旋涡脱落频率偏移率提升至40%,避免与塔筒固有频率耦合
磁吸-喉箍双模固定技术
装置采用轻量化合金底板与磁吸组件,无需焊接即可紧密贴合塔筒曲面,避免传统焊接对塔筒刚度的损伤;辅以高强度喉箍动态紧固,确保极端风载下零位移
自适应风向调节机制
导流罩与风向联动机构结合,实现0°~360°实时旋转,使扰流效能随风向自动优化。对比试验显示,自适应模式下振动抑制效率较静态装置提高60%
二、实验验证:从风洞到实景的效能跃升
在全尺寸风洞测试中,该装置于雷诺数3×10⁵~3.5×10⁶(对应风速12~25m/s)的亚临界区表现卓越:
塔顶位移振幅下降70%,一阶振动能量衰减超80%;
塔筒中部应力峰值降低45%,显著延长疲劳寿命
野外实装测试进一步验证其可靠性:在7~15m/s风速区间(涡激振动高发带),搭载新装置的塔筒完全规避共振,且无需人工干预维护
三、产业化价值:重构风电安全与经济边界
此技术突破带来双重变革:
安全升级:解决柔性高塔(120~140m)在吊装、停机断电期的涡激失控风险,避免塔筒坍塌事故
降本增效:模块化设计使安装周期缩短50%,全寿命周期免维护,单台机组年均运维成本降低12万元
关于鸣途电力
鸣途电力深耕风电结构安全与振动控制领域,聚焦塔筒动力学创新。其研发的智能涡激抑制系统通过多目标优化算法与自适应材料,攻克了复杂风场环境下振动控制的行业难题,为高柔塔筒及海上风电平台提供全生命周期防护方案,推动风电产业迈向高可靠、低度电成本新时代。
【本文标签】 风电平台塔筒涡激振动抑制实验获突破
【责任编辑】鸣途电力编辑部