隨著風電技術發(fā)展,葉片長度增加,柔性增強。葉片大變形效應與多自由度耦合作用使氣彈效應愈加明顯,其彎曲與扭轉(zhuǎn)變形相互耦合,影響葉片的氣彈扭角與荷載分布,進一步影響風力機的功率輸出及安全穩(wěn)定運行。因此,研究風力機葉片的氣彈耦合特性,探求葉片氣彈效應對葉片性能的影響規(guī)律,對葉片的設計與運行顯得極其重要。氣彈耦合模型作為該項研究工作的基礎,為了提高其計算精度,文中建立了一種準三維氣彈耦合數(shù)學模型。在結構建模上,針對葉片的三維鋪層結構和材料特性,考慮柔性葉片的幾何非線性與耦合受載特性,采用APDL（Ansys Parametric Design Language）語言建立了葉片三維靜態(tài)和動態(tài)分析模型,增加了葉片結構分析自由度,并與100 kW葉片的全尺寸靜力試驗結果進行對比,驗證了其準確性;在氣動建模上,考慮葉片變形及振動速度的影響,結合動態(tài)失速修正理論,發(fā)展了 BEM方法,基于Matlab平臺編程建立相應的氣動分析模型,并采用Bladed軟件計算結果及實驗結果驗證了其準確性。此外,綜合考慮模型的計算精度與時間,選用了弱耦合方式進行模型數(shù)值求解,即氣動模塊與結構模塊分別獨立求解,在耦合界面上采用... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院工程熱物理研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 風電發(fā)展現(xiàn)狀
        1.1.2 研究的意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 氣彈問題研究現(xiàn)狀
        1.2.2 氣彈耦合模型研究現(xiàn)狀
            1.2.2.1 氣動模型研究現(xiàn)狀
            1.2.2.2 結構模型研究現(xiàn)狀
            1.2.2.3 耦合模式研究現(xiàn)狀
            1.2.2.4 氣彈耦合模型發(fā)展趨勢
    1.3 研究內(nèi)容與主要工作
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 主要工作
第二章 靜氣彈特性研究
    2.1 模型建立過程
        2.1.1 氣動建�；纠碚摷斑^程
        2.1.2 風力機葉片荷載計算
        2.1.3 結構建模過程
    2.2 模型驗證
        2.2.1 氣動模型驗證
            2.2.1.1 檢驗標準的選取
            2.2.1.2 氣動模型驗證過程
        2.2.2 結構模型驗證
    2.3 靜氣彈問題研究
        2.3.1 數(shù)值計算過程
        2.3.2 計算結果分析
    2.4 本章小結
第三章 動氣彈特性研究
    3.1 剪切風作用下的幾何線性氣彈分析
        3.1.1 剪切風定義及研究背景
        3.1.2 數(shù)值計算過程
        3.1.3 結果分析
    3.2 剪切風及動態(tài)失速下幾何線性氣彈分析
        3.2.1 動態(tài)失速及其數(shù)值計算方法
        3.2.2 數(shù)值計算過程
        3.2.3 結果分析
    3.3 剪切風速及動態(tài)失速下幾何非線性氣彈分析
        3.3.1 幾何非線性
        3.3.2 數(shù)值計算
        3.3.3 結果分析
    3.4 本章小結
第四章 氣彈優(yōu)化
    4.1 氣彈優(yōu)化研究背景
    4.2 優(yōu)化算法介紹
        4.2.1 目標函數(shù)
        4.2.2 約束條件
        4.2.3 優(yōu)化過程
    4.3 優(yōu)化結果對比分析
    4.4 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 創(chuàng)新點
    5.3 展望
參考文獻
致謝
研究生期間發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]大型風電葉片設計制造技術發(fā)展趨勢[J]. 徐宇,廖猜猜,張淑麗,蘇祥穎,趙曉路.  中國科學:物理學 力學 天文學. 2016(12)
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博士論文
[1]風力機葉片流固耦合數(shù)值模擬[D]. 李媛.華北電力大學 2013

碩士論文
[1]大型風力機阻尼葉片抑顫特性研究[D]. 李占龍.太原科技大學 2013
[2]風力機旋轉(zhuǎn)葉片動力特性及響應分析[D]. 信偉平.汕頭大學 2005
[3]ANSYS二次開發(fā)及其大變形性能研究[D]. 徐巍.中國農(nóng)業(yè)大學 2005
[4]大展弦比機翼的非線性氣彈響應與顫振分析[D]. 于雷.南京航空航天大學 2005



本文編號：3245185