基于立軸風力機葉片的氣動彈性分析.pdf

1、隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和科技的進步，能源危機的陰影正日益困擾著人類的生產(chǎn)和生活，并已在全球范圍內(nèi)造成了嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)環(huán)境惡化等問題。作為一種重要的可再生能源，風能的開發(fā)和利用在新能源研究中一直被廣泛關注。經(jīng)過多年的不懈努力，我國大型風力發(fā)電機組的研制有了很大的進步，但仍將需較長時間的不斷探索。
　　作為風力機重要的組成部分，葉片是受力最為復雜、最為難以設計的風力機構件。作為彈性體，葉片在氣流作用下可能產(chǎn)生變形或運動，而葉片的變形

2、或運動反過來又影響氣動力的大小，從而改變氣流對葉片表面的載荷大小和分布。這樣結構在氣動力、慣性力和彈性力耦合作用下可能變成不穩(wěn)定，以致于影響風力機的正常工作，甚至會造成部件及整機損壞的嚴重后果。因此，風力機氣動彈性問題是關系到風力機正常運行安全性和可靠性的重要問題。
　　本文運用空間梁單元理論建立起立軸風力機的有限元模型，考慮葉片所受到的非定常氣動力和力矩，從而建立起整個風力機的氣動彈性方程。利用振動力學的基本理論，得到 Theo

3、dorsen非定常氣動力計算模型基于 ANSYS軟件中的單元Matrix27的一種實現(xiàn)方法。通過參數(shù)化語言 APDL實現(xiàn)對不可壓縮流中簡單懸臂梁模型的氣動彈性分析，并與該模型在MSC.FlightLoads軟件中的計算結果進行對比，以驗證該方法的合理性。最后，以1MW立軸風力機為例來進行氣動彈性穩(wěn)定性分析，分析得到該結構的動態(tài)特性參數(shù)，然后跟蹤該結構的參與模態(tài)隨著轉速增加的變化情況，并作出結構參與模態(tài)的復特征值隨轉速變化的曲線圖。依據(jù)氣