水平軸風力機非定常氣動載荷與氣彈耦合分析.pdf

1、隨著風力機向更大和更柔的方向發(fā)展，柔性葉片的揮舞、擺振和扭轉振動更為劇烈，使流經葉片的氣流產生復雜的非定常流動，形成動態(tài)氣動載荷;同時，動態(tài)氣動力又會進一步加劇葉片的振動，兩者的耦合對機組性能和運行穩(wěn)定性的影響成為不可忽略的問題。本文基于計算多體動力學理論和動態(tài)空氣動力學模型，數值分析了風力機葉片翼型的非定常氣動特性和葉片的動態(tài)氣動載荷，以及系統(tǒng)各部件相對運動對動態(tài)氣動載荷的反饋等氣彈耦合效應。研究具有重要的理論意義和工程應用價值。

2、r>　　動態(tài)失速是風力機非定常氣動特性的一個重要的現(xiàn)象。論文根據風力機組運行特點，采用修正的Beddoes-Lesihman動態(tài)失速模型，數值模擬了振蕩翼型動態(tài)升、阻力系數。通過與實驗數據的對比，揭示了翼型氣動系數隨攻角變化的非定常特性。通過修正的葉素動量理論和Beddoes-Lesihman動態(tài)失速模型，并結合氣彈耦合的特點，建立了風力機葉片氣彈耦合的動態(tài)氣動載荷分析模型。
　　應用多體系統(tǒng)動力學理論和混合多體系統(tǒng)的建模方法，結

3、合葉片動態(tài)氣動載荷分析模型，建立了受約束的風力機多體系統(tǒng)非定常氣彈耦合方程，并研究了其數值求解方法。用Matlab編制仿真程序，進行非定常條件下風力機柔性葉片氣彈耦合分析。通過對比分析柔性葉片在額定轉速和多種風速工況下的氣彈響應，研究了動態(tài)失速和氣彈耦合對葉片動態(tài)響應與氣動載荷的影響;進而通過對機組在某工況下的氣彈耦合分析，研究了風輪以外其它構件振動對葉根氣彈載荷的影響;通過靜、動態(tài)氣動分析模型，考察了葉根和塔底氣彈載荷的動態(tài)耦合效應。