基于向量式有限元法的风力发电机组一体化仿真分析

发布时间：2017-08-09 10:11

  本文关键词：基于向量式有限元法的风力发电机组一体化仿真分析

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【摘要】：大型风电机组为强非线性刚柔耦合的周期时变多体系统,传统有限元方法不能解决叶片转动过程中由于刚体位移而导致的刚度矩阵奇异问题,向量式有限元法可有效考虑叶片的几何非线性和大变形运动、塔架的弹性变形、气动载荷等因素.基于MATLAB平台编制空间梁系结构求解程序,选取悬臂梁受端部集中动荷载和欧拉梁绕定轴转动两个典型算例验证程序的正确性.建立包含机舱、轮毂、叶片和塔架在内的风电机组一体化仿真分析模型,根据机组静止状态下自由振动响应,用模态参数识别方法提取了机组的自振频率,计算结果与传统有限元法吻合.采用谐波叠加法和本征正交分解法相结合的方式,运用B样条曲面插值策略,模拟生成风电机组在正常运行状态下的风速时程.采用向量式有限元法对正常运行状态下的风电机组进行风振响应分析,较好地反映了重力对叶片内力周期性变化的影响以及叶片与塔架的共同作用.
【作者单位】： 同济大学建筑工程系;同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司;
【关键词】： 风电机组 向量式有限元 仿真分析 运行状态 非线性分析
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51378381)~~
【分类号】：TM315
【正文快照】： 风电机组运行时,作用在叶片上的空气动力等外荷载使叶片和塔架产生振动,对风电机组关键部件造成疲劳损伤.因此建立包含塔架、叶片和机舱在内的风力发电机组一体化分析模型,对研究风力发电机组在不同运行状态下的动力响应具有重要意义.Lobitz[1]提出了风力发电塔“质量-阻尼-弹

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