本文關(guān)鍵詞：停擺與空轉(zhuǎn)工況下風(fēng)力發(fā)電機(jī)整機(jī)氣動彈性穩(wěn)定性分析　出處：《華中科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：停擺(Parked)與空轉(zhuǎn)(Idling)是風(fēng)力機(jī)停機(jī)不發(fā)電時(shí)的兩種運(yùn)行策略。當(dāng)來流風(fēng)速高于切出風(fēng)速時(shí),根據(jù)不同風(fēng)力機(jī)制造商預(yù)先制定的控制策略,風(fēng)力機(jī)會進(jìn)入這兩個(gè)工況的其中之一來抵御強(qiáng)風(fēng)。國際電工委員會(International Electrotechnical Commission,簡稱IEC)頒布的風(fēng)力發(fā)電機(jī)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)IEC 61400-1中就明確規(guī)定了需要對停擺和空轉(zhuǎn)工況下風(fēng)力機(jī)的載荷進(jìn)行計(jì)算和校核。因此,保證風(fēng)力機(jī)在停擺和空轉(zhuǎn)工況下具有優(yōu)異的氣動彈性穩(wěn)定性對其性能和工作壽命具有十分重要的意義。本文基于FORTRAN語言編寫的GAST氣動彈性計(jì)算程序開展風(fēng)力機(jī)整機(jī)時(shí)域數(shù)值模擬和氣彈穩(wěn)定性分析。論文首先針對三種不同額定功率風(fēng)力機(jī)型開展了停擺與空轉(zhuǎn)工況下的整機(jī)氣彈仿真,獲得強(qiáng)風(fēng)條件下風(fēng)力機(jī)的時(shí)域載荷響應(yīng)。通過觀察載荷發(fā)散范圍內(nèi)對應(yīng)的翼型攻角和當(dāng)?shù)匾硇偷纳⒆枇ο禂?shù)曲線,發(fā)現(xiàn)大部分攻角處于失速區(qū)內(nèi),具有明顯的失速振動(Stall-induced Vibrations)特征。在此基礎(chǔ)上,分別采用準(zhǔn)定常氣動力模型和非定常ONERA氣動力模型對風(fēng)力機(jī)進(jìn)行氣動彈性穩(wěn)定性分析,得到各階模態(tài)的頻率、振型以及表征阻尼大小的對數(shù)衰減率和氣動功。文中氣動彈性穩(wěn)定性分析采用特征值法和氣動力做功法兩種穩(wěn)定性判定方法,并進(jìn)一步探討了兩者計(jì)算結(jié)果的一致性。氣動力做功法求解過程包含非定常氣動力模型的非線性因素,所以比特征值法的可靠性更高。將發(fā)散區(qū)內(nèi)彎矩的時(shí)域響應(yīng)進(jìn)行快速傅里葉變換,并與負(fù)阻尼模態(tài)的頻率進(jìn)行比較。研究結(jié)果表明,氣彈穩(wěn)定性分析結(jié)果可以與時(shí)域數(shù)值模擬結(jié)果相互驗(yàn)證。此氣動彈性計(jì)算程序可以快速、有效地預(yù)報(bào)風(fēng)力機(jī)整機(jī)在停擺與空轉(zhuǎn)工況下的氣彈穩(wěn)定性,并為氣彈穩(wěn)定性優(yōu)化提供指導(dǎo)方向。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM315

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本文編號：1309883