本文關(guān)鍵詞：100kW水平軸風(fēng)機(jī)的流固耦合動(dòng)力分析

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【摘要】：本文通過廣泛查找并閱讀風(fēng)力發(fā)電機(jī)、風(fēng)機(jī)塔筒、風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的相關(guān)文獻(xiàn)和資料,學(xué)習(xí)理解風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究現(xiàn)狀和最新研究成果,確定本文要研究的主要內(nèi)容、研究方法及手段。對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組類型和結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹,介紹了風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片氣動(dòng)特性以及翼型的一些基本概念；并系統(tǒng)詳細(xì)的闡述了風(fēng)機(jī)葉片氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)的三種經(jīng)典設(shè)計(jì)理論即：基于貝茨理論的簡化設(shè)計(jì)模型、Schmitz設(shè)計(jì)模型和葛澇渥(Glauert)設(shè)計(jì)模型�？偨Y(jié)了風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)流程,確定本文所要研究的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)思路。以云南某地風(fēng)力資源特征為基礎(chǔ),100kW水平軸風(fēng)機(jī)作為研究對(duì)象,運(yùn)用風(fēng)機(jī)葉片氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)理論確定了云南某地100kW水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基本參數(shù),并進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算。然后,運(yùn)用三維建模設(shè)計(jì)軟件Pro/E完成了100kW水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的三維建模工作。并運(yùn)用Pro/E建立了支撐100kW水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的錐形塔筒、拓展樁基和地基的三維模型。最后將在Pro/E中建立好的葉片、塔筒、基礎(chǔ)和地基在Pro/E中組裝為一個(gè)整體并在其中建立了外圍流體域。本文詳細(xì)介紹了流固耦合分析和動(dòng)力分析的理論基礎(chǔ),進(jìn)一步加深了對(duì)流固耦合問題和結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析問題機(jī)理的理解。通過對(duì)流體和固體理論基礎(chǔ)進(jìn)行總結(jié)并建立流固耦合方程；另外還對(duì)流體計(jì)算時(shí)湍流方程的類型和選取以及數(shù)值模擬方法和分類進(jìn)行了說明。然后將在Pro/E中已建好的100kW水平軸風(fēng)機(jī)的整機(jī)模型和流體域模型導(dǎo)入Ansysworkbench中軟件的CFX中對(duì)風(fēng)機(jī)整機(jī)周圍流場模擬,選取八種風(fēng)速作為水平軸風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況,分別計(jì)算后得出八種工況下湍流風(fēng)作用在水平軸風(fēng)機(jī)整機(jī)上的壓力分布,并用最小二乘法擬合了分布在風(fēng)機(jī)整機(jī)上的最大風(fēng)壓值和風(fēng)速以及最小風(fēng)壓值和風(fēng)速的關(guān)系式。將CFX計(jì)算風(fēng)壓值分別作用在風(fēng)機(jī)整機(jī)邊界面上進(jìn)行間接耦合,分析風(fēng)機(jī)整機(jī)的應(yīng)力分布情況,提取八種工況風(fēng)機(jī)最大變形值和最大應(yīng)力值利用最小二乘法擬合了最大變形值和風(fēng)速以及最大應(yīng)力值和風(fēng)速之間的關(guān)系。并對(duì)風(fēng)機(jī)整機(jī)在耦合作用下進(jìn)行了有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析,比較了在對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行模態(tài)分析時(shí)有無基礎(chǔ)和地基對(duì)風(fēng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)固有頻率的影響。最后對(duì)100kW水平軸風(fēng)機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了流固耦合動(dòng)力分析,在CFX計(jì)算時(shí)進(jìn)口邊界加入時(shí)程變化風(fēng)速荷載,固體采用瞬態(tài)動(dòng)力分析模塊,經(jīng)流固耦合動(dòng)力分析計(jì)算后得到風(fēng)機(jī)整機(jī)的最大變形、最大等效應(yīng)力和加速度隨時(shí)間變化的響應(yīng)曲線以及最大應(yīng)力值點(diǎn)在順風(fēng)向、橫風(fēng)向和豎風(fēng)向的變形、等效應(yīng)力和加速度隨時(shí)間變化的響應(yīng)曲線。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM315

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 丁明;吳偉;吳紅斌;茆美琴;張穎媛;;風(fēng)速概率分布參數(shù)預(yù)測及應(yīng)用[J];電網(wǎng)技術(shù);2008年14期

2 李林凌;黃其柏;;風(fēng)機(jī)葉片氣固耦合特性研究[J];流體機(jī)械;2006年04期

3 趙寧,席德科,袁振寧,張濟(jì)政,劉更,劉嵐;軸流風(fēng)機(jī)葉輪振動(dòng)模態(tài)實(shí)驗(yàn)研究[J];流體機(jī)械;1999年06期

4 潘萍萍;陳長征;孟強(qiáng);;基于流固耦合的風(fēng)力機(jī)塔筒動(dòng)態(tài)特性分析[J];可再生能源;2012年08期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張影;垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：1182831