本文關(guān)鍵詞：100kW水平軸風(fēng)機的流固耦合動力分析

  更多相關(guān)文章： 動力分析 流固耦合 水平軸風(fēng)機 模態(tài)分析 最小二乘法 葉片設(shè)計 三維建模 Pro/E Ansysworkbench

【摘要】：本文通過廣泛查找并閱讀風(fēng)力發(fā)電機、風(fēng)機塔筒、風(fēng)機基礎(chǔ)的相關(guān)文獻(xiàn)和資料,學(xué)習(xí)理解風(fēng)力發(fā)電機的研究現(xiàn)狀和最新研究成果,確定本文要研究的主要內(nèi)容、研究方法及手段。對風(fēng)力發(fā)電機組類型和結(jié)構(gòu)進行介紹,介紹了風(fēng)力發(fā)電機葉片氣動特性以及翼型的一些基本概念；并系統(tǒng)詳細(xì)的闡述了風(fēng)機葉片氣動外形設(shè)計的三種經(jīng)典設(shè)計理論即：基于貝茨理論的簡化設(shè)計模型、Schmitz設(shè)計模型和葛澇渥(Glauert)設(shè)計模型�？偨Y(jié)了風(fēng)機葉片設(shè)計流程,確定本文所要研究的水平軸風(fēng)力發(fā)電機的設(shè)計思路。以云南某地風(fēng)力資源特征為基礎(chǔ),100kW水平軸風(fēng)機作為研究對象,運用風(fēng)機葉片氣動外形設(shè)計理論確定了云南某地100kW水平軸風(fēng)力發(fā)電機的基本參數(shù),并進行設(shè)計與計算。然后,運用三維建模設(shè)計軟件Pro/E完成了100kW水平軸風(fēng)力發(fā)電機葉片的三維建模工作。并運用Pro/E建立了支撐100kW水平軸風(fēng)力發(fā)電機的錐形塔筒、拓展樁基和地基的三維模型。最后將在Pro/E中建立好的葉片、塔筒、基礎(chǔ)和地基在Pro/E中組裝為一個整體并在其中建立了外圍流體域。本文詳細(xì)介紹了流固耦合分析和動力分析的理論基礎(chǔ),進一步加深了對流固耦合問題和結(jié)構(gòu)動力分析問題機理的理解。通過對流體和固體理論基礎(chǔ)進行總結(jié)并建立流固耦合方程；另外還對流體計算時湍流方程的類型和選取以及數(shù)值模擬方法和分類進行了說明。然后將在Pro/E中已建好的100kW水平軸風(fēng)機的整機模型和流體域模型導(dǎo)入Ansysworkbench中軟件的CFX中對風(fēng)機整機周圍流場模擬,選取八種風(fēng)速作為水平軸風(fēng)機的運行工況,分別計算后得出八種工況下湍流風(fēng)作用在水平軸風(fēng)機整機上的壓力分布,并用最小二乘法擬合了分布在風(fēng)機整機上的最大風(fēng)壓值和風(fēng)速以及最小風(fēng)壓值和風(fēng)速的關(guān)系式。將CFX計算風(fēng)壓值分別作用在風(fēng)機整機邊界面上進行間接耦合,分析風(fēng)機整機的應(yīng)力分布情況,提取八種工況風(fēng)機最大變形值和最大應(yīng)力值利用最小二乘法擬合了最大變形值和風(fēng)速以及最大應(yīng)力值和風(fēng)速之間的關(guān)系。并對風(fēng)機整機在耦合作用下進行了有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析,比較了在對風(fēng)機進行模態(tài)分析時有無基礎(chǔ)和地基對風(fēng)機整體結(jié)構(gòu)固有頻率的影響。最后對100kW水平軸風(fēng)機整機結(jié)構(gòu)進行了流固耦合動力分析,在CFX計算時進口邊界加入時程變化風(fēng)速荷載,固體采用瞬態(tài)動力分析模塊,經(jīng)流固耦合動力分析計算后得到風(fēng)機整機的最大變形、最大等效應(yīng)力和加速度隨時間變化的響應(yīng)曲線以及最大應(yīng)力值點在順風(fēng)向、橫風(fēng)向和豎風(fēng)向的變形、等效應(yīng)力和加速度隨時間變化的響應(yīng)曲線。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM315

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 丁明;吳偉;吳紅斌;茆美琴;張穎媛;;風(fēng)速概率分布參數(shù)預(yù)測及應(yīng)用[J];電網(wǎng)技術(shù);2008年14期

2 李林凌;黃其柏;;風(fēng)機葉片氣固耦合特性研究[J];流體機械;2006年04期

3 趙寧,席德科,袁振寧,張濟政,劉更,劉嵐;軸流風(fēng)機葉輪振動模態(tài)實驗研究[J];流體機械;1999年06期

4 潘萍萍;陳長征;孟強;;基于流固耦合的風(fēng)力機塔筒動態(tài)特性分析[J];可再生能源;2012年08期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張影;垂直軸風(fēng)力發(fā)電機塔架結(jié)構(gòu)動力特性分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

，

本文編號：1182831