风电叶片载荷分析与结构初步设计

发布时间：2021-07-04 15:18

　　叶片结构设计与分析方法是大型风电机组的自主开发设计和批量生产的关键技术之一。基于风电叶片的设计理论基础,本文对风电叶片的结构设计方法进行了初步研究。文中分析了叶片的初步设计过程,应用PROPID程序设计了叶片的气动外形;在理解与叶片设计相关的IEC标准基础上,建立仿真模型,分析特定风况下叶片载荷问题;依据已有叶片结构设计研究成果,给出一种适用的叶片结构初步设计方法,并通过对某1.5MW风电叶片进行静态结构设计和校核。 

【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

叶素理论示意图

华北电力大学硕士学位论文a.从叶片上截取的单元叶素b.叶素所产生的作用圆环图2一2叶素理论示意图图2一3叶素上的气流速度三角形和空气动力分量叶素处的入流角中和迎角a分别可表示为:沪=arctan(l一。死(l+b冲:(2一7)a=必一0(2一8)这样，求出迎角a后，就可根据翼型空气动力特性曲线得到叶素的升力系数C和阻力系数CJ。合成气流速度引起的作用在长度为dr叶素上的空气动力dFa可以分解为法向力叽和切向力dF，，arn和dFn可分别表示为:dFn一告，呀C。‘明一告二叮。“(2一9)式中，p一空气密度;

叶片结构叶片性能是否满足要求改进输入参数图2一4正向设计方法叶叶片性能能叫叶片结构设设计完成成改进输入参数};图2一5逆向设计方法 2.2.3.1PROPID程序简介PRoPID程序 [zs][29]是在性能预报程序PROR基础上发展起来的用于对水平轴风电叶片进行逆向设计和分析的一种方法。pRopID祸合了prandtl尖端损失模型和 Corriganpost一stall模型，用来修正二维风洞翼型数据，如尖端损失、三维失速延迟模型等。在常速和变速风轮操作中，PROPID的性能分析结果具有很好的精确性和准确性。PRoPID分析模块主要通过ID_SwEEP和ZD多wEEP命令实现。ID_SwEEP命令用来获得沿叶片展向的气动参数分布，如不同风速下叶片的升阻力系数(cl、Cd)等。ZD_SwEEP命令用来获得整个风轮的气动性能，如功率vs风速(安装角、转速)，功率系数vs尖速比等。PROPID设计模块能够通过自动迭代调整某个指定的变量，实现预期的输出值。对于目标函数为单值情况(如:极值风轮功率)，通过执行NEwTI_tyPe命令实现;若目标函数为分布函数


本文编号：3265032