风机叶片动态响应优化设计

发布时间：2020-09-30 21:40

　　 由于世界各国经济发展迅猛,能源的缺乏问题越来越引起人们的重视。世界各国把目光都聚焦在可再生能源上,使得可再生能源得到了空前的发展。风能作为无污染的可再生绿色能源得到了迅速的发展,世界上不少国家都在重点开发利用风能,利用风力发电机将风能转换成电能。中国作为能源消耗大国,近几年来风能发电行业发展到了一定的规模,但是我国关于风力发电技术与风电发达国家相比较落后,尤其是作为风电机组关键部件之一的叶片技术。因此,加快风电技术国产化,提高我国风电技术水平成为当务之急。本文对风力发电机的关键部件叶片进行了动力响应研究,主要研究工作如下: 1.根据阅读的大量文献,阐述了国内外风力发电机叶片的发展现状以及技术发展,并对风力机的基本概念及基本理论进行了阐述。进行叶片的结构分析,阐述了叶片的有限元理论,根据1.2MW风机叶片的基本参数实现气动外形的设计。 2.叶片的ANSYS建模。根据叶片的几何外形参数,得到具体叶素截面的坐标点,利用办公软件Excel进行坐标换算,求出叶片各点的三维坐标。利用三维建模软件ANSYS进行实体建模,以便进一步的分析。 3.利用ANSYS有限元分析软件对已经建好的叶片实体模型进行振动模态分析,计算得到固有频率,分析各阶振型及各阶模态相对应力。 4.根据结构分析结果,对叶片的几何外形进行优化设计,并对优化后的叶片进行分析,结果证明了优化后的叶片更具有优越性。这说明该优化方案基本上合理可行,并具有一定的适用性。
【学位单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2011
【中图分类】：TK83
【部分图文】：

图 1.1 2020 年不同的装机目标下所对应的年均叶片需求量究内容风力发电机中最基础和最关键的部件，其良好的设计、可靠的质量风电机组正常稳定运行的决定因素。内不少企业主要以生产制造风力发电机叶片为主，而对叶片结构设是叶片结构分析是对叶片结构设计的一种检验。所以根据校核分化，并对叶片的模态进行分析。本文研究的主要内容如下：风力机叶片的空间形状所需的控制参数。1.2兆瓦叶片的气动参数资料，研究叶片ANSYS三维建模的方法。根片进行实体建模，对建好的有限元模型进行模态分析，尤其是对振

[9]大型风力发电机组发出的电能直接并到电网上，向电网输电；小型风力发电机大多将电能用储能设备储存起来(一般用蓄电池)，需要时再提供给负载（如图2.1示）。图2.1风力机工作原理尽管风力发电机多种多样，但归纳起来可分为两类：①水平轴风力发电机，风轮的旋转与风向平行；②垂直风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。图 2.2 垂直轴风力机 图 2.3 水平轴风力机垂直轴风力机的风轮围绕着一个垂直轴旋转，起动风速低、风能利用率高；任何方向的风都可以发电，不择风向、不需对风、节省了对风选向装置，使结构设计简单化；

风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染[9]大型风力发电机组发出的电能直接并到电网上，向电网输电；小型风力发电机大多将电能用储能设备储存起来(一般用蓄电池)，需要时再提供给负载（如图2.1示）。图2.1风力机工作原理尽管风力发电机多种多样，但归纳起来可分为两类：①水平轴风力发电机，风轮的旋转与风向平行；②垂直风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。

【参考文献】

相关硕士学位论文 前5条

1 黄继雄;风力机专用新翼型及其气动特性研究[D];汕头大学;2001年

2 郭健;风力发电机整机性能评估与载荷计算的研究[D];大连理工大学;2003年

3 刘翠;风力机叶片的优化设计及其动力学特性分析[D];吉林大学;2005年

4 王飞;小型风力发电机叶片设计与制造工艺研究[D];广西大学;2007年

5 李成良;风机叶片结构分析与优化设计[D];武汉理工大学;2008年

本文编号：2831430