考虑时变气动阻尼的植入式嵌岩导管架风机基础动力响应特性研究

来源：振动与冲击杂志2025年第17期北京时间：

作者：苏凯ksu@whu，王向坤，朱洪泽，周鑫

单位：武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室，武汉430072

摘要：运行状态下由叶轮旋转效应产生的气动阻尼可显著影响海上风机结构的振动，在嵌岩风机基础动力响应分析中，其时变特性的影响不容忽视。基于ABAQUS软件建立了植入式嵌岩导管架式风机基础数值模型，通过PYTHON二次开发根据叶轮推力系数与风速的关系构建了时变气动阻尼器模块，以分析气动阻尼时变特性及其影响因素对该风机结构动力响应的影响。结果表明：时变气动阻尼可有效抑制结构的动力响应，塔顶位移及加速度均方根折减系数可达7.49%及55.05%，而使用固定气动阻尼无法准确反映结构真实响应；来流方向使得嵌岩三桩仅单桩受压时加速度响应最大，同时该方向下气动阻尼的抑制效果最强，如塔顶位移折减系数可达11.95%；湍流强度增大时，气动阻尼对塔顶响应均方根的抑制效果减弱，位移折减系数由8.98%减小至4.79%，但对峰值的抑制效果增强；风速改变引起叶轮推力与气动阻尼力间的差值改变，额定风速下气动阻尼的抑制效果最差。因此，在风机运行中，应重视气动阻尼的时变特性以优化减振策略。<br>

关键词：海上风机；导管架；嵌岩桩；气动阻尼；动力响应