水平轴风力机气动性能计算和叶片的气弹稳定性分析

发布时间：2020-06-02 12:24

【摘要】： 在能源危机和环境保护的双重压力下,风能作为一种清洁可再生能源越来越受重视,风力发电技术已成为当今世界新能源的重要发展方向之一。本文以973计划项目“大规模非并网风电系统的基础研究”为研究背景,对水平轴风力机的风轮开展研究,主要工作和研究内容如下: 1.根据叶素动量理论建立了风轮气动特性计算模型,推导计算公式,编写计算程序,对一风轮试验模型在不同入流和转速下的功率和推力进行了计算和分析,并用试验结果对计算模型进行了验证; 2.建立了风力机叶片的有限元模型,用ANSYS软件对叶片的静强度和固有特性进行计算和分析,用激光测振仪测量了模型叶片在不旋转状态下的挥舞固有频率及振型,并将计算结果和试验结果进行了对比分析; 3.采用弹性铰链法建立了叶片的挥舞与扭转耦合气弹稳定性分析模型,对叶片的静发散和颤振特性进行了计算和分析。
【图文】：

第二章 风力机风轮的气动特性的计算和分析轮是风力机的关键部件之一，其气动效率和安全性对风电的成本有重要影响，风力机学是风力机设计的基础。本章根据 Leishman 的叶素动量理论和其提出的经验公式[1]，动力计算模型，分析了各参数对气动性能的影响，并为静强度计算提供气动力载荷数轮的空气动力计算模型动量理论模型用动量理论对风轮进行分析时，把风轮模型简化为作用盘，即假设风轮为一个厚度为面层，能够承受压力差，因此能够吸收功率。假定载荷是稳态的，，利用流体运动的基律来求出诱导速度，从而得出气动力和气动性能表达式。

2.1.2 叶素理论模型如图 2 所示，令叶片旋转方向为逆时针方向，建立叶片坐标系，桨盘周向为 x 轴，与旋转方向相反为正方向；桨盘轴向为 z 轴，旋转角速度矢量方向为正方向；坐标系原点为桨毂中心；y 轴根据右手定则确定。叶素理论假设气流方向垂直于旋转平面，气流的旋转运动不予考虑。θ 为叶素的安装角，φ为剖面来流角，则叶素的迎角为α = θ + φ。可以得出每个叶素上的升力和阻力为dDUcCdydLUcCdydl222121ρρ==
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TK83

【引证文献】

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1 周桂林;水平轴风力机风轮气弹动力学建模及分析研究[D];南京航空航天大学;2012年

本文编号：2693150