检索结果-内蒙古大学图书馆

工程热物理学报 2015年第3期36卷 501-504页

作者：左薇康顺华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室北京102206 西安现代控制技术研究所西安710065

本文采用CFD数值模拟方法研究了H型垂直轴风力机基于动态变桨条件下的二维非定常黏性绕流场。以一个三叶片H型风力机的实验模型为研究对象,采用笛卡尔动网格方法,选用SST湍流模型。叶尖速比分别为2.15和2.27,将动态变桨条件下模拟得到... 详细信息

本文采用CFD数值模拟方法研究了H型垂直轴风力机基于动态变桨条件下的二维非定常黏性绕流场。以一个三叶片H型风力机的实验模型为研究对象,采用笛卡尔动网格方法,选用SST湍流模型。叶尖速比分别为2.15和2.27,将动态变桨条件下模拟得到的风力机的功率系数与常规无变桨条件下的模拟结果进行了比较。讨论了单个叶片和风轮总载荷沿周向的变化规律,详细分析了一个旋转周期内二维非定常涡量场的变化,揭示了动态变桨后风力机气动载荷提高的原因。

关键词： H型垂直轴风力机气动特性数值模拟动态变桨

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变桨旋转风力机叶片非线性振动分析

变桨旋转风力机叶片非线性振动分析

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作者：王展安徽理工大学

学位级别：硕士

可再生能源具有巨大的开发潜力和清洁环保的特点,成为解决能源危机的重要途径之一。风能作为可再生能源的重要组成部分,以其蕴量巨大、无污染等优势,在全球范围内得到了迅速发展。风机叶片作为风力发电机的核心部件之一,其研究和发展对... 详细信息

可再生能源具有巨大的开发潜力和清洁环保的特点,成为解决能源危机的重要途径之一。风能作为可再生能源的重要组成部分,以其蕴量巨大、无污染等优势,在全球范围内得到了迅速发展。风机叶片作为风力发电机的核心部件之一,其研究和发展对推动风电产业的整体进步具有重要意义。通过不断创新和优化叶片设计,可以降低风电成本,提高风电竞争力,促进风电产业的可持续发展。本研究主要探讨了风力机叶片在刚性变桨运动影响下的挥舞和摆振非线性振动特性。首先,考虑到叶片的细长结构特性,我们将其简化为Euler-Bernoulli梁模型,并采用笛卡尔右手系统来描述其构型。基于广义Hamilton原理,我们成功建立了变桨风力机叶片的挥舞和摆振控制方程,为后续的分析奠定了理论基础。在初步研究中,我们采用假设模态法和多尺度法相结合的方法,对具有简谐变桨运动的叶片进行了挥舞和摆振固有特性的分析。结果表明,静态桨距角对挥舞模态振型的影响相对较小,而变桨幅值则对叶片的挥舞和摆振固有频率有显著影响。与之相对,变桨频率和相位的变化对叶片的固有频率影响较小。这些发现为理解和优化风力机叶片的动态特性提供了重要的指导。为了更深入地研究叶片在变桨运动下的挥舞非线性动力响应,我们基于模态叠加法和位移分解,推导了静态位移和动态位移的控制方程。通过直接数值积分方法,我们分析了叶片在简谐变桨运动下的非线性动力响应,并探讨了变桨运动对非线性挥舞响应的影响。研究结果表明,非线性挥舞稳态响应对频率比B具有高度的敏感性。当频率比B为有理数时,叶片呈现多倍外激励周期响应;而当B为无理数时,则表现为拟周期响应。此外,我们还发现频率比B的特定区间内存在共振现象,这可能导致叶片的非线性挥舞共振,从而对风力机的安全运行构成潜在威胁。进一步地,我们研究了动态变桨风力机叶片的挥舞-摆振耦合非线性振动特性。基于挥舞和摆振控制方程和数值分析方法,我们分析了叶片在周期变桨运动下的非线性动力响应,并探讨了系统动态响应随变桨参数(A、B、C)的变化规律。研究结果表明,系统对频率比B具有显著的敏感性,并且在挥舞和摆振方向均存在特定的共振区间。这些共振区间的确定对于风力机的设计和运行具有重要的指导意义,有助于避免共振现象的发生,保障风力机的稳定运行。综上所述,本研究通过深入的理论分析和数值计算,揭示了风力机叶片在变桨运动影响下的线性固有特性和非线性振动特性,为风力机的设计优化和故障预防提供了有价值的参考。图[45]参[71]

关键词：风力机叶片动态变桨结构振动固有频率响应

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风力机叶片自身刚柔耦合非线性动力学分析

风力机叶片自身刚柔耦合非线性动力学分析

引用

第十九届全国非线性振动暨第十六届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2023）

作者：王展李亮朱奕帆王龙朱伟东李映辉杨鄂川安徽理工大学机械工程学院安徽理工大学力学与光电物理学院 Department of Mechanical Engineering University of Maryland 西南交通大学力学与航空航天学院重庆理工大学机械工程学院

论文研究了变桨旋转风力机叶片非线性动力学行为。考察叶片变桨运动与面外弯曲变形的相互影响,将叶片描述为自身刚柔耦合的旋转悬臂梁,使用广义哈密顿原理建立了变桨-弯曲耦合非线性振动的控制方程,其中非定常气动力采用Greenberg经验... 详细信息

论文研究了变桨旋转风力机叶片非线性动力学行为。考察叶片变桨运动与面外弯曲变形的相互影响,将叶片描述为自身刚柔耦合的旋转悬臂梁,使用广义哈密顿原理建立了变桨-弯曲耦合非线性振动的控制方程,其中非定常气动力采用Greenberg经验公式。使用模态叠加法将非线性控制方程离散,并将位移分解为静态位移和动态位移的叠加,得到动态位移的广义运动方程,采用直接数值积分方法求解方程,讨论了简谐形式的动态桨矩角θp=Asin（B?t+C）下叶片非线性弯曲响应,其中?为叶片的转速,A、B?、C分别为动态变桨角θ的幅值、角频率和初始相位,分析了变桨运动控制参数对面外弯曲非线性稳态响应的影响。结果表明,变桨运动的角频率和相位对叶片弯曲振动非线性稳态响应影响显著;非线性响应的周期敏感依赖于变桨频率;变桨频率设置不合理将引起叶片共振。

关键词：动态变桨风力机叶片自身刚柔耦合动力学

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风力机动态载荷的计算

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机械科学与技术 2012年第5期31卷 827-835,841页

作者：董礼廖明夫西北工业大学旋转机械与风能装置测控研究所西安710072

改进了传统动量-叶素理论,提出了基于动态入流的动量-叶素理论,并应用于风力机偏航与动态变桨下的载荷计算。将Pitt-Peters方法与GDW方法应用于风力机的载荷计算中,并进行了相应的修正。载荷计算结果与NREL实测结果进行了对比分析,结果... 详细信息

改进了传统动量-叶素理论,提出了基于动态入流的动量-叶素理论,并应用于风力机偏航与动态变桨下的载荷计算。将Pitt-Peters方法与GDW方法应用于风力机的载荷计算中,并进行了相应的修正。载荷计算结果与NREL实测结果进行了对比分析,结果表明:基于动态入流修正的动量-叶素理论、修正Pitt-Peters方法和修正GDW方法均能够较准确评估风力机非定常流动下的载荷。进一步对某实际风力机进行了偏航与动态变桨的载荷分析,在偏航状态和动态变桨瞬间,风力机将承受较大的动态载荷,需要进行非定常流动载荷计算,以免低估风力机在实际运行过程中的动态载荷。

关键词：风力机偏航动态变桨动量-叶素理论 Pitt-Peters方法 GDW方法

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