基于有限元法的水平轴风力机塔架动态响应与优化问题研究

发布时间：2021-02-24 03:05

　　被称为“蓝天白煤”的风力资源,是一种取之不尽、不会产生任何污染的可再生新能源。随着大型水平轴风力发电机组的单机容量向10MW级水平以及塔架高度向120m高度发展,作用在塔架上的风载荷的交变性和随机性将更为明显,因此,对于塔架的结构动力学特性分析,是发展风力发电产业的重要基础研究工作之一。塔架是风力发电机主要的承重部件,直接影响机组的稳定性和整机性能。本文在分析了现阶段国内外风力发电技术的发展状况及趋势的基础上,引入致动盘概念和叶素理沦,以MW级风力发电机组为对象,对塔架在极限载荷等变工况下的静强度、疲劳强度和动力学响应问题进行了研究。利用ANSYS力学分析软件,对大型风力发电机的圆筒型塔架进行了数值仿真研究,为塔架的动态设计提供了理论依据。通过仿真研究获得的主要结论如下:1)在风压和风切变产生的随机激励扰动的作用下,进行了塔架的静强度分析,检验了塔架在各种载荷情况下的最大应力是否超出材料的许用应力,是否满足静强度要求。极限情况下塔架的受力是静强度分析的重点,是影响风力机使用寿命的关键。2)基于塔架的静强度分析,找到塔架的疲劳危险点,通过研究危险点处的疲劳情况,来衡量整个塔架的疲劳状况,... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

丹麦BONUS公司生产的IMW风力发电机

过风轮圆盘、没有减速的空气中分离出来，那么就可以画出一个包含受到影响的空气团的边界面，该边界面分别向上游和下游延伸，从而形成一个横截面为圆形的长气流管，如图2.1所示。如果没有空气横穿边界面，那么对于所有的沿气流管流向位置的空气流量都相等，但是因为流管内的空气减速，而没有被压缩，所以流管的横截面积就要膨胀以适应减速的空气。图2.1风力机吸取能量的流管能量图风力机的存在导致上游剖面接近风轮的空气逐渐减速以至于当空气到达风轮圆盘时其速度已经低于自由流风速了。风速的降低导致了流管膨胀，因为其速

格设定所需要的参数将决定网格的大小、形状，影响分析时的正确性和经济性。整个塔架采用8节点SHELL93壳单元，利用智能控制自由网格划分方式，共将模型离散为6164个单元，12379个节点。图2.8、图2.9分别为塔筒的三角形和四边形网格划分结果。本文采用如图2.9所示的四边形网格划分，整个塔架的几何模型如图2.10所示。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3048680