Resumen

Los daños y accidentes por colapso de aerogeneradores durante tifones violentos y tormentas de lluvia han aumentado en los últimos años. Para determinar las características de respuesta dinámica de los aerogeneradores de gran potencia en condiciones extremas, se simulan la carga del viento y la carga de la lluvia. La velocidad media del viento durante el tifón y la velocidad fluctuante del viento se simulan mediante el perfil de viento inestable y el método de superposición armónica. La distribución del tamaño de las gotas de lluvia se simula mediante el espectro M-P, y la carga de lluvia se calcula según el teorema del momento. Se establece un modelo de elementos finitos para estudiar las respuestas aerodinámicas de un aerogenerador bajo cargas aleatorias de tifón y de tifón-lluvia. Se calculan y comparan los desplazamientos y aceleraciones máximos en la parte superior de la torre y las tensiones máximas de von Mises en la parte inferior de la torre tras considerar diversas combinaciones de deflexiones en la dirección del viento e intensidades de lluvia. Los resultados indican que la deflexión instantánea de la dirección del viento tiene un impacto sustancial en las respuestas dinámicas de los aerogeneradores, y tras introducir el efecto de la lluvia, las respuestas dinámicas aumentan hasta un 13,7% con el incremento de las intensidades de lluvia. Este estudio tiene importantes implicaciones para el análisis de los accidentes de colapso de aerogeneradores y para optimizar el diseño de aerogeneradores en condiciones extremas de tifón.

• Materias:Matemáticas Análisis Matemático Álgebra Ingeniería Matemática aplicada Lógica matemática
• Subjects:mathematics Mathematical Analysis Algebra Engineering Applied Mathematics Mathematical logic
• Palabras claves:turbinas eólicas, accidentes por colapso, respuestas dinámicas, carga de lluvia, intensidades de lluvia, desviación instantánea de la dirección del viento, velocidad media del viento, características de la respuesta dinámica, condiciones extremas de tifón, modelo de elementos finitos
• Keywords:wind turbines, collapse accidents, dynamic responses, rain load, rainfall intensities, instantaneous wind direction deflection, average wind velocity, dynamic response characteristics, extreme typhoon conditions, finite element model