考虑叶片偏航和干扰效应大型风力机体系风振响应与稳定性分析

发布时间：2021-04-24 14:40

　　叶片偏航和干扰会显著改变大型风力机表面气动力分布模式,进而影响风力机体系的风振响应和稳定性能.以某5 MW大型风力机为研究对象,首先采用大涡模拟（LES）方法进行了最不利叶片位置下考虑6个偏航角（0°、5°、10°、20°、30°和45°）影响的风力机体系流场和气动力模拟,并与规范及国内外实测结果进行对比验证了大涡模拟的有效性.在此基础上,结合有限元方法系统分析了不同偏航角下风力机塔架-叶片耦合模型的动力特性、风振响应和稳定性能.结果表明:不同偏航角下塔架径向位移均值和均方差的最大值均出现在塔架环向0°和180°处,最大塔底弯矩均出现在环向20°处.0°偏航时各叶片顺风向位移响应极值均大于2.7 m,随着偏航角的增大,塔架顶部径向位移、叶片顺风向位移和叶片根部内力的均值及均方差均逐渐减小,而临界风速则呈现先减后增再减小的趋势.综合表明:0°偏航角下风力机体系气动性能和风振响应均最为不利,45°偏航角下风力机体系的稳定性能最为不利. 

【文章来源】：湖南大学学报(自然科学版). 2018,45(07)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【文章目录】：
1 计算方法及工程概况
    1.1 大涡模拟理论
    1.2 完全瞬态法
2 风场的数值模拟
    2.1 工程概况
    2.2 计算域及网格划分
    2.3 边界条件及参数设置
    2.4 有效性验证
    2.5 结果分析
3 风振响应分析
    3.1 有限元建模与动力特性分析
    3.2 塔架响应
    3.3 叶片响应
4 风致稳定性分析
    4.1 屈曲稳定
    4.2 极限承载力
5 结论


【参考文献】：
期刊论文
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[3]复杂工况下的大型风力机气动弹性响应和尾迹数值分析研究[J]. 曹九发,柯世堂,王同光.  振动与冲击. 2016(01)
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[6]圆形截面烟囱风致干扰效应试验研究[J]. 李晓娜,陆煜,刘庆宽,马文勇,刘小兵.  工程力学. 2015(S1)
[7]风力机塔架-叶片耦合模型风致响应时域分析[J]. 柯世堂,曹九发,王珑,王同光.  湖南大学学报(自然科学版). 2014(04)
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[9]水平轴风力机叶片气动弹性稳定判别数的探索分析[J]. 李仁年,申慧渊.  太阳能学报. 2012(12)
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本文编号：3157541