[发明专利]一种提高风力机气动性能的钢-混塔架系统及方法

权利要求书

1.一种提高风力机气动性能的钢-混塔架系统，塔架由桁架和混凝土塔筒组合而成，其特征在于：所述塔架上部是由桁架构成的四棱柱体结构，下部为圆台式混凝土结构；所述桁架的四棱柱体结构与下部圆台式混凝土结构交接处采用焊接形式与其混凝土内部钢筋进行连接，所述桁架上部与机舱交接处通过焊接在机舱底部的吸盘连接固定；所述桁架的四棱柱体结构的垂直长度比叶片长5-10m；所述钢-混塔架系统气动性能采用计算流体动力学方法进行模拟，并与未优化的塔架结构的气动力数据进行对比，最终确定风力机体系气动性能的最优系统方案。

2.根据权利要求1所述的提高风力机气动性能的钢-混塔架系统，其特征在于：所述桁架由若干个无多余自由度的空间静定结构组成。

3.根据权利要求1所述的提高风力机气动性能的钢-混塔架系统，其特征在于：所述桁架与下部混凝土塔筒连接时，先与塔筒内部钢筋焊接并采用固定连接件进行加固。

4.根据权利要求1所述的提高风力机气动性能的钢-混塔架系统，其特征在于：所述桁架上部与焊接在机舱底部的吸盘固定时，先将桁架与吸盘焊接并采用固定连接件进行加固。

5.根据权利要求1所述的提高风力机气动性能的钢-混塔架系统，其特征在于：所述吸盘为钢材所制的圆形或椭圆形结构。

6.根据权利要求3所述的提高风力机气动性能的钢-混塔架系统，其特征在于：所述固定连接件均采用螺栓连接，形成自锚固体系。

7.根据权利要求1所述的提高风力机气动性能的钢-混塔架系统，其特征在于：所述采用计算流体动力学方法进行模拟为：

a)建立数学模型，包括建立控制方程和确定边界条件及初始条件两个方面；

b)确定离散化方程，采用数值方法求解控制方程是先将控制方程在空间区域上进行离散，然后对离散方程组进行求解，包括划分计算网格、建立离散方程和离散边界条件及初始条件；

c)对流场进行求解计算，包括给定求解控制参数、求解离散方程和判断解的收敛性；

d)显示计算结果，采用线值图、矢量图、等值线图、流线图或云图显示。

8.根据权利要求1-7任一项所述的提高风力机气动性能的钢-混塔架系统，其特征在于：该系统显著降低结构自重，可运用于8MW级以上的大型风力机体系。