第2章 台风动力要素

风流体运动由两部分组成：第一部分是长周期部分，其周期大小一般在10min以上；第二部分是短周期部分，是在长周期基础上的波动（或称脉动），其周期只有几秒到几十秒。由实测可知，第一部分远离一般结构物的自振周期，其作用属于静力性质；第二部分则与结构物的自振周期接近，因而其作用属于变化随机的动力性质。

兆瓦级风电塔架高度一般都在60m以上，作为一种高耸结构，一般风荷载在结构设计中起控制作用。风电塔顶部装有质量较大的风机和轮毂叶片，塔架不仅承受风轮旋转所产生的周期性激励，还受到随机风荷载的作用。由于风的能量集中在低频区，风电塔架随着高度增加，结构变柔，振动频率将不断降低，对风荷载也越敏感，易发生振动疲劳损伤和极端条件的倒塌破坏。

台风作为一种风流体形式，在风电机组结构设计时其静荷载往往以50年一遇10min平均风速来衡量，其动荷载以附加风振系数等方法来处理。而大量台风观测资料显示，台风过程中除带来极大风速之外，其湍流尤其是附加地形效应的湍流以及短时间内风向由东北转向西南的特征，对风电机组影响尤为严重。因此掌握台风登陆前后最大风速（极大风速）、湍流强度和风向变化过程等，对风电机组和风电场防台抗台具有重要参考价值。