由于自然界的風(fēng)在時間和空間上的多變性,現(xiàn)代大型水平軸風(fēng)力機的柔性部件—葉片和塔架經(jīng)常承受較大振動和變形,這不僅會引起結(jié)構(gòu)的附加應(yīng)力,影響其結(jié)構(gòu)強度,還會對葉片自身的氣動性能產(chǎn)生影響。氣動與結(jié)構(gòu)相互作用,還會形成復(fù)雜的流固耦合過程。因此精確預(yù)測風(fēng)力機結(jié)構(gòu)在時變載荷作用下的動力響應(yīng),具有重要的工程實際意義。本文首先對風(fēng)力機葉片的空氣動力特性進行了分析,闡述了葉素—動量理論及其各種修正方法,同時分析了動態(tài)失速和動態(tài)入流,以更精確地計算風(fēng)輪的動態(tài)氣動特性。對風(fēng)力機結(jié)構(gòu)所受外部時變載荷進行了分析,為風(fēng)力機結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析提供了計算基礎(chǔ)。為了獲得水平軸風(fēng)力機葉片和塔架在時變載荷作用下的動力響應(yīng),把葉片和塔架均簡化成變截面懸臂梁,利用二結(jié)點梁單元進行離散化建模,在計算出結(jié)構(gòu)所受外部時變載荷的基礎(chǔ)上,建立了風(fēng)力機結(jié)構(gòu)動力學(xué)運動方程。通過研究葉片的空氣動力阻尼,得到了葉片在不同模態(tài)下的阻尼比,集成到葉片結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)計算過程中,以獲得更精確的動力響應(yīng)仿真結(jié)果。運用Newmark法和模態(tài)疊加原理對風(fēng)力機葉片和塔架的動力響應(yīng)進行計算,編制了相應(yīng)的計算程序。對于葉片,分析了轉(zhuǎn)速、槳距角、方位角和結(jié)冰對葉片固有動... 

【文章來源】：汕頭大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

風(fēng)輪流動的單元流管模型

汕頭大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章 風(fēng)力機空氣動力學(xué)基礎(chǔ)2.1.2 葉素理論葉素理論將風(fēng)輪葉片沿展向分成許多葉素[28,29]，假設(shè)每個葉素上的流動相互之間沒有干擾，即葉素可以看成是二維翼型，其相對速度W 可以分解為垂直于風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面的分量 U (1 a)和平行于風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面的分量 Ωr (1 + b)，如圖 2-2 所示，葉素處的入流角φ 和攻角α 分別為：(1 )arctan(1 )a Ub rφ =+ Ω(2-8)α = φ θ(2-9)式中，θ —葉片在葉素處的幾何扭角。

葉片坐標系Fig.4-1Co-ordinatesystemforbladeloadsanddeflections

【參考文獻】：
期刊論文
[1]水平軸風(fēng)力機結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析[J]. 劉雄,張憲民,陳嚴,葉枝全.  太陽能學(xué)報. 2009(06)
[2]基于動態(tài)入流理論的水平軸風(fēng)力機動態(tài)氣動載荷計算模型[J]. 劉雄,張憲民,陳嚴,葉枝全.  太陽能學(xué)報. 2009(04)
[3]基于BEDDOES-LEISHMAN動態(tài)失速模型的水平軸風(fēng)力機動態(tài)氣動載荷計算方法[J]. 劉雄,張憲民,陳嚴,葉枝全.  太陽能學(xué)報. 2008(12)
[4]大型風(fēng)力機筒式塔架渦致振動的數(shù)值分析[J]. 李德源,劉勝祥,黃小華.  太陽能學(xué)報. 2008(11)
[5]風(fēng)力機結(jié)構(gòu)耦合振動分析[J]. 金鑫,何玉林,杜靜,劉樺.  中國機械工程. 2008(01)
[6]風(fēng)力機旋轉(zhuǎn)葉片動力學(xué)方程的Neumann級數(shù)解法[J]. 李德源,葉枝全,黃小華.  太陽能學(xué)報. 2007(03)
[7]水平軸風(fēng)力機氣動性能計算模型[J]. 劉雄,陳嚴,葉枝全.  太陽能學(xué)報. 2005(06)
[8]風(fēng)力機旋轉(zhuǎn)葉片的多體動力學(xué)數(shù)值分析[J]. 李德源,葉枝全,陳嚴.  太陽能學(xué)報. 2005(04)
[9]基于有限元法的風(fēng)力機塔架結(jié)構(gòu)動態(tài)分析[J]. 陸萍,秦惠芳,欒芝云.  機械工程學(xué)報. 2002(09)
[10]風(fēng)力機塔架的結(jié)構(gòu)動力分析[J]. 王永智,陶其斌,周必成.  太陽能學(xué)報. 1995(02)

碩士論文
[1]風(fēng)力機總體設(shè)計技術(shù)研究及設(shè)計軟件開發(fā)[D]. 申新賀.汕頭大學(xué) 2008
[2]1.5MW變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機組氣動與結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)[D]. 宋聚眾.汕頭大學(xué) 2007
[3]風(fēng)力機旋轉(zhuǎn)葉片動力特性及響應(yīng)分析[D]. 信偉平.汕頭大學(xué) 2005
[4]變轉(zhuǎn)速風(fēng)力機整機性能研究及軟件開發(fā)[D]. 杜明慧.汕頭大學(xué) 2005



本文編號：3061542