MATLAB与CAE软件：风电结构计算程序开发与安全评估关键技术

本篇论文主要探讨了在现代能源环境下，利用MATLAB和CAE软件进行风电结构计算程序的开发与安全评价的重要性。随着风能作为可再生能源的日益普及，风电结构的设计面临着复杂且参数众多的挑战，尤其是海上风机支撑结构的疲劳分析和陆上风机基础的安全评估，这些都需要精确而高效的计算方法。 首先，作者详细介绍了海上风机支撑结构承受的荷载计算，包括随机波浪荷载的时域和频域分析，构建了基于莫里森方程的计算模型，利用ANSYS进行二次开发和MATLAB编写水动力荷载计算程序。同时，通过对动量-叶素理论的理解，通过MATLAB开发了风荷载计算程序，能够模拟脉动风速并计算叶轮和塔架的负载。 接着，论文深入探讨了基于ANSYS的荷载作用下结构疲劳计算程序的开发，选取海上单桩式基础为研究对象，对比了风荷载和波浪荷载单独作用下的疲劳计算方法，以及不同工况下的疲劳损伤。同时，还开发了频域疲劳计算程序，用于不同工况下的疲劳损伤评估，并与时域计算结果进行比较。 在疲劳荷载组合方法的研究中，论文考虑了荷载间的相互影响，讨论了损伤叠加法、等效应力法和完全时域法等多种组合策略，通过实际案例计算结构疲劳损伤，并分析了各种方法的优缺点及其适用范围。 进一步，作者针对风浪耦合作用下的支撑结构疲劳，引入翼型气动原理分析风机气动阻尼，将其纳入结构时程分析中，开发了耦合作用下的疲劳计算程序。通过对比考虑和未考虑气动阻尼的结果，论证了考虑风浪耦合的必要性，并提出了计算耦合作用的可行方法。 最后，论文以实际工程为例，使用ABAQUS对新型梁板式风电基础的稳定性进行了计算分析，并对其适应性进行了评估。同时，通过锚杆基础模型的建立，探究了内摩擦角和粘聚力对基础稳定性的影响，以及预应力锚杆基础稳定性的地质参数关联性。 总结来说，这篇论文的核心内容是围绕MATLAB和CAE软件开发风电结构计算程序，通过实证分析和理论结合，为风电结构设计中的疲劳分析、荷载组合方法、风浪耦合影响及结构安全评价提供了有力的技术支持。