[实用新型]一种具有分形结构的海上风力机防护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种防护装置，具体涉及一种具有分形结构的海上风力机防护装置。

背景技术

风能是位于水电之后的主要可再生能源，海上风能资源相比陆上有着巨大的优势：海平面粗糙度小、风湍流强度低以及具有稳定的主导风向]。近年来，海上风力机的快速发展，海上风电场数目逐步增加并靠近海岸建设(离岸20km之内)，考虑到海上船舶航道逐渐增多，因此海上风力机极有可能靠近航道。在船舶行驶过程中难免因侧向风或船舶惯性或其他造成其与海上风力机发生碰撞。考虑到海上风力机和船舶建造价格昂贵性和结构尺寸巨大性，许多研究人员采用非线性有限元数值仿真技术研究海上风力机碰撞过程及抗撞性能。研究表明需要对于海上风力机增加碰撞防护装置。

现有防护装置多应用于车辆、公路及桥梁。对于水上运用的只有桥防护装置的应用，桥受船撞击为减小撞击力及减小船舶对桥的损坏作用，在许多研究中都采用相关的具有缓冲材料的防护装置。考虑到海上风力机与桥有着相同的工作环境，并随着海上风电场的大量建设及船舶运输的发展，研究人员借鉴桥防护装置应用在海上风力机，对于该一技术方案有：

一种技术方案为：研究人员对于单桩柱式风力机无防护装置受船舶碰撞他研究，为减小船舶碰撞作用对海上风力机的损坏，增大海上风力机的损毁最大撞击速度，及减小最大撞击力，提出几种不同的形状的空心壳装置，选用泡沫铝材料。研究表明碰撞作用力明显减小，海上风力机塔顶因碰撞作用产生位移，有防护装置的塔架顶部位移明显小于无防护装置的塔架顶部位移，研究结果吸引可靠，防护装置作用效果极好。所研究的防护装置有球型及新型，球型效果要好于新型，对于新型防护装置研究者仅个人思考或多人思考没有合理的选择，对于球型仅仅选用空心壳，整体上选用的防护装置没有较为合理的优化思想及相关理论。

另一种种技术方案为：发明专利“海上风力发电机组塔架基础的防护装置”。发明人对于海上风力机采用防护装置，防护装置的用处为有效弥补海底冲刷对基础周围地基的影响，对海底冲刷形成有效的防护，使基础在海中保持稳固地固定，减少对基础的维护，有效延长基础的使用寿命。该一技术方案并没有重点考虑船舶碰撞损坏，而且对于海底流体流速很小作用效果不明显。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供具有分形结构的海上风力机防护装置。

本实用新型提供了一种具有分形结构的海上风力机防护装置，具有这样的特征，包括防护球体，该防护球体的球面上设置有复数个垂直于通过球心的横截面的通孔，复数个通孔是分形模式设置的。

在本实用新型提供的具有分形结构的海上风力机防护装置中，还可以具有这样的特征：其中，分形模式包括在几何形状上的自相似迭代。

另外，在本实用新型提供的具有分形结构的海上风力机防护装置中，还可以具有这样的特征：其中，分形模式是谢尔宾斯基分形。

另外，在本实用新型提供的具有分形结构的海上风力机防护装置中，还可以具有这样的特征：其中，分形模式是谢尔宾斯基正多边形分形。

另外，在本实用新型提供的具有分形结构的海上风力机防护装置中，还可以具有这样的特征：其中，分形模式基于谢尔宾斯基五边形分形图形，在非共边五边形内设置有复数个内切圆孔，分形模式对称于通过球心的横截面设置在防护球体的两侧球面上。

另外，在本实用新型提供的具有分形结构的海上风力机防护装置中，还可以具有这样的特征：其中，防护球体的球壳采用泡沫铝材料制成。

另外，在本实用新型提供的具有分形结构的海上风力机防护装置中，还可以具有这样的特征：其中，通孔内设置有连接球面两端的连接管。

另外，在本实用新型提供的具有分形结构的海上风力机防护装置中，还可以具有这样的特征：其中，球面与连接管采用焊接连接。

另外，在本实用新型提供的具有分形结构的海上风力机防护装置中，还可以具有这样的特征：其中，连接管采用钢管。

实用新型的作用与效果

根据本实用新型所涉及的防护球体的球壳面上设置有复数个垂直于通过球心的横截面的通孔，复数个通孔是分形模式设置的。

分形几何学的运用亦是仿大自然现象，分形几何学理论在很多科学领域都有很好的应用，根据本实用新型所涉及的防护球体的分形模式基于谢尔宾斯基五边形分形图形，在非共边五边形内设置有复数个内切圆孔，防护球体上分形模式对称于通过球心的横截面设置在防护球体的上下两侧球面上，内切圆孔内设置有连接球面两端的连接管，该结构设置具有吸收撞击能量，对海上风力机提供撞击缓冲保护的作用。

附图说明