风力机叶片流固耦合机理研究

发布时间：2020-06-07 08:49

【摘要】：随着社会的发展,人类面临着能源枯竭和环境污染等多方面的挑战。风能作为一种取之不尽的清洁能源,必将得到大力开发和利用。目前,风能利用的主要形式是风力发电。提高风力机叶片气动性能是发展大型风力发电设备的重要需求。叶片是风力机的关键部件,开展叶片与风力的耦合特性的研究,对于提高叶片的气动性能,提高风机效率,减少叶片故障有重要的作用。风力机在运行过程中,受到气动力、弹性力和惯性力的耦合作用,又由于叶片具有的刚度小、弦向短,展向长的特点,叶片就很容易发生气弹颤振问题,导致叶片破坏。本文对于风力机叶片流固耦合问题,进行深入研究,主要研究内容如下：根据叶片翼型数据,采用曲线拟合的方法建立了叶片的三维模型；建立叶片空气动力学方程,选择κ-ε湍流模型,用有限元软件ANSYS模拟风流场；通过对叶片模态分析,得到叶片各阶模态,发现叶片振动主要有扭转、挥舞、摆振,以及三者之间的耦合；对于叶片气动弹性问题进行研究,建立叶片颤振方程,确定叶片颤振发散条件。目前,国内外有学者从数据交换的角度研究流固耦合问题,这方面的研究理论还不成熟,以上研究可以提高风力机叶片气动性能和叶片的强度,这些研究内容对于风力机叶片的前期设计具有一定参考意义。
【图文】：

示意图,截面,参数,风力机叶片

图2.IFI一}·片截面基本儿何参数示意图I:19.2.!BasiegeonletricPa一ametersofbladeeross一sectiondiagranl表2.1NACA634型风力机叶片各个截而参数分布’I’able2.1ParametersdlstrlbutionofeaellNACA634windturbinebladecross一seetloll截I川编号到叶片根部距离(，，二)弦长安装角(“)厚度(%】1lln18901934l010.8210096.69224313.034.5259514.8277.2261.03294815.1349.097.5316914.4241.37

翼型曲线,截面,离散点

确翼型轮廓外形t‘”]。利用GAMBIT拟合时，将各个截面坐标的dat文件导入UG后先形成三维离散点图，然后利用曲线命令中的“NURBS”命令将各个截面的离散点生成截山}翼型曲线，最后得到的翼型曲线的空间布置如图2.3所示。图2.3生成的截面翼型曲线 F19.2.3Airfoilcross一 seetioneurvegeneration
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TK83

【引证文献】