考虑几何非线性的风力机叶片气弹模型

发布时间：2017-11-01 20:03

  本文关键词：考虑几何非线性的风力机叶片气弹模型

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【摘要】：针对大型轻型柔性叶片存在的几何非线性变形情况,基于几何精确梁理论建立了非线性叶片梁单元,考虑了叶片预弯预扭、各向异性、变形耦合以及截面偏心的特点。对非线性结构方程的数值求解方法进行了探讨。结合动量叶素理论建立了可用于分析叶片大变形动态响应问题的几何非线性气弹模型。通过两个算例验证了结构模型的正确性。以NREL 5MW风力机叶片为研究对象,分析了叶片静态变形、固有频率、以及在阵风、偏航错误条件下的动态响应,并与FAST计算结果进行了对比,结果表明,在静态变形范围内几何非线性气弹模型与FAST非常好的吻合,进一步验证了该模型计算正确性。通过降低叶片截面弯曲刚度,发现在叶片大变形时,几何非线性气弹模型可以获得更准确的结果。
【作者单位】： 西北工业大学旋转机械与风能装置测控研究所;
【关键词】： 风力机叶片 几何非线性 几何精确梁 大变形
【基金】：中央高校基本科研业务费专项基金项目(3102015BJ(Ⅱ)CG015)资助
【分类号】：TM315
【正文快照】： 为了提高风资源利用效率、降低发电成本以及海上风电发展的影响,大型化已成为风力机发展的重要方向。风力机大型化带来了对叶片大型化、轻型化的需求,这会导致叶片结构更加趋于柔性。柔性化叶片在大载荷下容易出现几何非线性变形。结构非线性变形对风力机的载荷设计、功率输出

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本文编号：1128289