基于调谐质量阻尼惯容器(TMDI)的浮式风机塔筒振动控制研究
会议名称：《第十九届全国非线性振动暨第十六届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2023）》
会议日期：2023年
学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0802[工学-机械工程]
关 键 词：浮式风机 调谐质量阻尼惯容器 振动控制 水池模型试验
摘 要：浮式风机作为下一代海洋风能大规模开发利用的主力装备与核心技术,是深化海洋风能开发、推动绿色低碳发展的先导性重大装备。随着浮式风机朝大型化、多样化、风机布置向深远海的发展趋势,系统在服役过程中势必将承受更复杂且恶劣的环境激励,风机塔筒由于自身结构柔性与独特的漂浮式支撑形式,使得振动问题突出,成为影响浮式风机系统可靠性的薄弱环节。针对浮式风机塔筒结构振动控制问题,提出基于调谐质量阻尼惯容器的塔筒振动控制方法,建立浮式风机装备惯容器的耦合动力学分析模型,探究TMDI质量放大及低频振动控制机理,在此基础上,设计制作滚珠丝杠型调谐质量阻尼惯容器样机,开发浮式风机-TMDI一体化水池模型试验技术,探究了装备TMDI对浮式风机塔顶振动及塔底载荷的抑制效果。研究表明,相比于传统的调谐质量阻尼器,引入惯容元件后可有效提升装置的惯性系数,进而提升阻尼器的低频控制能力;典型工况下浮式风机装备TMDI后塔顶振动加速度与塔底载荷有效降低10%以上,有效提升塔筒结构安全性和可靠性。