發(fā)布時間：2023-05-08 05:10

　　風(fēng)力機在運行過程中不可避免地會受到側(cè)風(fēng)的作用,即在風(fēng)輪運行中伴隨著側(cè)風(fēng)產(chǎn)生的外界激勵作用,可知側(cè)風(fēng)是風(fēng)力機發(fā)生振動的主要誘因之一。同時,風(fēng)輪又是風(fēng)力機的主要動力部件,故研究風(fēng)輪振動參數(shù)隨側(cè)風(fēng)工況變化的響應(yīng)特征是保證風(fēng)力機安全穩(wěn)定運行的基礎(chǔ),但受限于數(shù)值模擬方面有效解耦方法的發(fā)展滯后和風(fēng)輪動態(tài)振動特性測試相關(guān)實驗技術(shù)手段的起步階段,使得該方面研究的機理仍未得到完整的詮釋,相關(guān)研究方法仍未得到充分的發(fā)展,因此開展側(cè)風(fēng)對風(fēng)輪振動響應(yīng)影響的相關(guān)方面研究具有較好的實用價值。由于小型風(fēng)力機葉片剛度大、變形小,本文只考慮了流場對結(jié)構(gòu)的作用,故基于單向流固耦合分析方法,在側(cè)風(fēng)工況下針對某風(fēng)輪直徑為1.4m的小型水平軸風(fēng)力機開展數(shù)值模擬。首先開展氣動載荷計算,發(fā)現(xiàn)側(cè)風(fēng)工況下處于順流的葉片流線分布受風(fēng)向影響最大,甚至根部出現(xiàn)流線分流現(xiàn)象,同時揭示了側(cè)風(fēng)氣動載荷的不對稱性。在氣動載荷施加在風(fēng)輪表面的基礎(chǔ)上,針對最大應(yīng)力/應(yīng)變、平均應(yīng)力/應(yīng)變兩類變量,開展側(cè)風(fēng)工況下風(fēng)輪應(yīng)力應(yīng)變特性的分析。研究發(fā)現(xiàn):風(fēng)輪最大應(yīng)力、應(yīng)變均出現(xiàn)在一階對稱振型處;隨側(cè)風(fēng)角的增加,側(cè)風(fēng)角小于5°時,風(fēng)輪最大應(yīng)力、應(yīng)變值逐漸降低,而側(cè)風(fēng)...

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究意義及目的
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內(nèi)容
第二章 基礎(chǔ)理論
    2.1 風(fēng)力機的側(cè)風(fēng)理論
    2.2 風(fēng)輪的空氣動力學(xué)理論
        2.2.1 動量理論
        2.2.2 葉素理論
        2.2.3 風(fēng)力機葉片受力
    2.3 風(fēng)力機結(jié)構(gòu)動態(tài)原理
        2.3.1 振動基本原理
        2.3.2 氣動彈性
    2.4 有限元分析的基本理論
        2.4.1 應(yīng)力應(yīng)變理論
        2.4.2 模態(tài)分析
第三章 數(shù)理模型和計算方法
    3.1 數(shù)理模型
        3.1.1 風(fēng)力機建模
        3.1.2 計算域構(gòu)造
    3.2 網(wǎng)格劃分
        3.2.1 流場網(wǎng)格劃分
        3.2.2 結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分
    3.3 控制方程及流場邊界條件
    3.4 風(fēng)力機材料屬性的設(shè)置
    3.5 模態(tài)參數(shù)的設(shè)置
第四章 側(cè)風(fēng)對風(fēng)力機振動響應(yīng)的研究結(jié)果
    4.1 側(cè)風(fēng)對流場影響的研究
    4.2 側(cè)風(fēng)對風(fēng)輪應(yīng)力應(yīng)變影響的研究
        4.2.1 風(fēng)輪最大應(yīng)力值隨側(cè)風(fēng)角的變化規(guī)律
        4.2.2 風(fēng)輪平均應(yīng)力值隨側(cè)風(fēng)角的變化規(guī)律
        4.2.3 風(fēng)輪最大應(yīng)變隨側(cè)風(fēng)角的變化規(guī)律
        4.2.4 風(fēng)輪平均應(yīng)變值隨側(cè)風(fēng)角的變化規(guī)律
    4.3 側(cè)風(fēng)對風(fēng)輪振動頻率影響的研究
        4.3.1 風(fēng)輪振動頻率隨側(cè)風(fēng)角的變化規(guī)律
        4.3.2 材料屬性驗證
    4.4 風(fēng)向與風(fēng)速對風(fēng)輪振動頻率影響的研究
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果



本文編號：3812054