TMD优化：有效抑制海上浮基风力机振动

本文主要探讨了调谐质量阻尼器(TMD)在海上浮动基风力机振动抑制中的优化设计策略。作者贺尔铭、胡亚琪和张扬针对海上风力机在恶劣海洋环境中面临的巨大振动问题，提出了将TMD集成到风机机舱中的有效抑振解决方案。他们首先基于拉格朗日方程构建了一个配置有纵向TMD的海上浮动基风力机动力学模型，这有助于精确模拟风力机在风浪载荷下的运动。 通过非线性最小二乘法（Levenberg-Marquardt，LM），研究者识别了风机的结构参数，将塔顶纵向位移的标准差作为优化设计的目标函数。研究涵盖了风机在正常运行状态下五种典型风浪联合载荷工况的动态响应分析，对比了配置TMD前后风力机的振动表现。结果显示，当TMD的质量比达到1.8%时，在100秒内可以显著降低塔顶纵向位移的标准差，达到60%的降幅。 在实际风浪载荷工况下，TMD对于风力机塔架和叶片的主要位移和载荷的标准差抑制作用随着质量比的增加而增强。当质量比从0.5%提升到2.0%时，标准差的最大抑制率从约20%增长到50%。这些数据表明，TMD在抑制风机结构振动方面表现出显著的效果，证明了TMD技术对于海上浮动风力机振动控制的可行性。 关键词包括海上浮动基风力机、动力学模型、动态响应、振动控制、参数优化以及调谐质量阻尼器。这项研究不仅提升了风力发电设备在极端环境下的性能，也为未来海上风能开发提供了重要的理论支持和技术路线。该研究工作发表于中国科技论文在线，获得了高等学校博士学科点专项科研基金的支持，显示了其学术价值和实际应用潜力。