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趣味科普!十几米的风速都抗不了? 涡激振动——风电机组寿命“终结者”

北极星风力发电网  来源:风能专委会    2019/3/15 9:12:13  我要投稿  

北极星风力发电网讯:话说,风电机组连50年一遇的极限风速都扛得住(一般30m/s以上),甚至连台风都扛得住,怎么就扛不住普普通通十几米的风了?

图1 搞事情.jpg

这一切源自一个深奥的“流体动力学知识点”——卡门涡街~~

简单来说,就是风吹过风电机组的塔架时,会产生……………“卡门涡街”

图2 说啥.png

敲黑板,“卡门涡街”就是:非流线型物体,在稳定的流体中,都会在物体两侧周期性交替的产生脱离结构表面的旋涡

469.jpg

双击666~~~说漩涡不就懂了嘛

图4 举个例子.jpg

水流过石头后,形成1-2串漩涡

0.jpg

卡门涡街:艾玛现形了

旗杆后的卡门涡街让红旗来回招展

1.jpg

卡门涡街:这个锅我背

八错,水流过桥墩,风吹过高塔、烟囱、电线等都会形成卡门涡街,就这么神奇

图7 我的天哪.jpg

当这个漩涡脱落的频率与物体的固有频率相近时,就可能引发物体的共振,也就是涡激振动

莂小看涡激振动,伦家分分钟导致不可描述的事情~~美国的塔科马海峡大桥,就在上个世纪以这样的方式结束了生命。令人匪夷所思的是吹垮大桥的风不过8级(17.2~20.7m/s)而已。但它在风中诡异扭动的画面,却广为流传。

对于风电机组圆圆的塔架而言,就是这样

5.jpg

哎妈呀,摇摆起来了

换个角度看,就是这样:

6.jpg

一阶涡激振动(垂直风向左右摇摆,基本是顶部作妖)

或者这样

7.jpg

二阶振动(也是垂直风向左右摇摆,然鹅顶部几乎不动,中部摆动)

那问题来了,为神马以前都不注意这事哩?

图14 问号.jpg

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