兆瓦级碟式太阳能热发电机构可靠性仿真分析

【摘要】太阳能热发电机构一般安装在室外的空旷位置，工作环境比较恶劣，经常会遭遇强风等恶劣天气的影响。近年来发生多起大型太阳能热发电机构倒塌事故，究其原因主要是由于强风天气下机构的材料强度或刚度不够导致的。如何探究风载荷下碟式太阳能热发电机构的可靠性，保证太阳能发电机构的正常运转是首先亟待解决的问题。本论文以校企合作项目为依托，采用软件仿真流固偶合法、数值仿真法、强度理论和工程力学理论等相结合的方法对某款兆瓦级碟式太阳能热发电机构的聚光器风载荷分布特性、结构的应力应变特征以及模态振型进行相应研究，论文主要创新点和研究工作如下：（1）采用CFD软件Starccm+建立碟式太阳能热发电机构的聚光器流场计算模型，揭示风载荷在聚光器表面压强分布规律，基于FEA软件与CFD软件的软件接口，采用流固偶合法，实现流场数据与固场数据的结合，为后续碟式太阳能热发电机构可靠性分析计算提供边界条件。（2）建立碟式太阳能热发电机构的有限元强度计算模型，利用Abaqus对碟式太阳能热发电机构在不同高度角和方位角的工况下进行静强度分析计算，得到碟式太阳能热发电机构的应力集中区域，并对该区域结合强度理论进行了强度校核。（3）利用Abaqus的模态分析模块对碟式太阳能热发电机构进行相关的模态计算，得到碟式太阳能热发电机构的模态数据、振型云图，对比计算结果，验证碟式太阳能发电机构的刚度，从而进一步说明机构的可靠性。
【作者】江杰；
【导师】龚金科；
【作者基本信息】湖南大学，动力工程及工程热物理，2014，硕士
【关键词】碟式太阳能热发电机构；风载荷；流固耦合；可靠性；静强度计算；模态振型；

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