天津设备安装：风力发电中不可忽视的风载荷！

　　流体力学是工科类最难学的课程之一，空气动力学做为流体力学的一个分支，研究的问题更是高深莫测，有些问题只能用试验的方法来解释或解决，没有完善的科学理论，今天我也要借这个话题装一次13，聊聊和空气动力学相关的机械结构问题,风载荷对高耸结构的影响。

　　风力发电机的塔架在安装过程中，是不允许在没有安装机头的情况下长期放置的，因为风至振动可能对风电塔架造成致命的伤害,风致振动包括横向风振和脉动风振。对细长型高耸结构影响较大的是横向风振。

　　横向风振: 当风通过高耸结构时，在结构截面的下风面会产生流体涡旋，导致截面横向侧面的压力有规律的变化，这种压力的变化会引起结构沿着与风向垂直的方向有规律的运动。

　　在风的作用下，塔架在横风向来回振动

　　这种有规律的运动一旦和结构的固有频率一致或接近，对结构安全性来说就是灾难性的，振动会对结构疲劳寿命带来挑战。

　　怎么判断会不会产生共振呢，关于这个问题已经有比较完善的理论了。

　　假设结构的自然频率为fn

　　结构截面直径为d

　　斯托捞哈耳数为S(圆形截面S=0.2)

　　则临界风速为

　　Vcrit=(fn*d)/S

　　如果实际风速和临界风速比较接近就会出现共振现象。

　　例如，一般80米风力发电塔架的固有频率在0.6 到0.8Hz之间(未安装机舱时)。

　　塔架顶部的直径在2.3到2.6m之间，

　　那么：

　　塔架的临界风速Vcrit=(0.7*2.45)/0.2=8.5m/s

　　当实际风速在8.5m/时系统将共振。

　　所以一般70到80米的风力发电机塔架容易产生风振频率和塔架固有频率重合。

　　风振产生的原因知道了，我们就能想办法避免风振的危害了，

　　1.改变结构的固有频率，比如在塔架安装完后，安装风机机头，使结构频率降低，或者降低塔架高度，使塔架频率增加，都能有效的避免风机安装过程中风振的危害。

　　2.降低漩涡脱落，比如在结构外表面缠绕螺旋形的扰流物，以降低风振的影响，很多高耸设备都采用这种装置来降低风振影响。