風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)彈性穩(wěn)定性的工程應(yīng)用研究.pdf

1、葉片的氣動(dòng)彈性穩(wěn)定性問題是大型水平軸風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。如果葉片發(fā)生了不穩(wěn)定的自激振動(dòng),那么對(duì)于整個(gè)風(fēng)力機(jī)來說都是極其危險(xiǎn)的問題之一。本文應(yīng)用尾流渦旋系統(tǒng)理論設(shè)計(jì)的650KW水平軸風(fēng)力機(jī)葉片,依據(jù)經(jīng)典的“片條理論”分析了葉片的氣動(dòng)性能。接著從氣動(dòng)力、慣性力和彈性力耦合的角度出發(fā),研究該風(fēng)力機(jī)葉片的氣動(dòng)彈性性能。
　　 由于葉片在大型水平軸風(fēng)力機(jī)運(yùn)行中同時(shí)受到了氣動(dòng)力、慣性力和彈性力的作用,所以是風(fēng)力機(jī)受力最為復(fù)雜的部件。為了在工程

2、應(yīng)用中快速方便地處理風(fēng)力機(jī)葉片的氣動(dòng)彈性問題,往往需要把具體的風(fēng)力機(jī)葉片進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕幚?。本文由此目的出發(fā),通過對(duì)以往經(jīng)驗(yàn)的歸納分析,得到在地面固有頻率測試時(shí)的風(fēng)力機(jī)葉片模型可以簡化為以相對(duì)半徑0.58處截面為特征截面的等截面梁,而實(shí)際工況下的風(fēng)力機(jī)葉片模型可以簡化為以相對(duì)半徑0.84處截面為特征截面的等截面梁,進(jìn)而方便了風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)彈性問題的快速工程建模分析。此方法與風(fēng)力機(jī)工程中解決葉片氣動(dòng)彈性問題慣用的建模方法進(jìn)行了比較,驗(yàn)證其

3、是合理的。
　　 其次,應(yīng)用實(shí)際工況下風(fēng)力機(jī)葉片的等截面梁簡化模型,利用經(jīng)典的“片條理論”對(duì)650KW水平軸風(fēng)力機(jī)葉片的氣彈性能進(jìn)行分析。由于在風(fēng)力機(jī)工程應(yīng)用特別是葉片設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)師需要快速方便地判定風(fēng)力機(jī)葉片是否氣動(dòng)彈性穩(wěn)定。緊接著本文通過推導(dǎo)分析得到水平軸風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)彈性穩(wěn)定判別數(shù)Shy,以方便今后風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)彈性穩(wěn)定問題的判別。
　　 然后,對(duì)梁截面的二維葉型建立顫振運(yùn)動(dòng)微分方程。通過用4階龍格—庫塔數(shù)值方法,