針對風力機尺寸增大,葉片剛柔耦合和氣彈耦合特性增強,研究大型風力機轉動柔性葉片彎曲與扭轉耦合變形下的氣彈模態(tài)及其穩(wěn)定性。為準確描述柔性葉片的非線性變形特性,采用"超級單元"將柔性葉片離散成若干個剛體,并由運動副與力元連接構成多體系統(tǒng),而后通過牛頓-歐拉方程建立葉片非線性動力學方程;氣動模型則采用葉素動量理論結合修正的B-L （Beddoes-Leishman, B-L）動態(tài)失速模型,計算非定常氣動載荷;然后基于變分原理,線性化葉片結構與氣動載荷動力學方程,構建轉動葉片的氣彈線性化狀態(tài)方程。最后以NREL 5 MW葉片為研究對象,在確定尖速比下,分析大型柔性葉片轉動條件下的氣彈復模態(tài),計算葉片氣彈頻率與氣彈阻尼比,分析葉片氣動阻尼對顫振的影響,探究大型葉片顫振失穩(wěn)機理。 

【文章來源】：機械工程學報. 2020,56(14)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

單個超級單元模型

式中，ρ為空氣密度，c為翼型截面弦長，W為相對風速，φ為入流角，β為變槳距角，θ為葉片扭角，α為葉片攻角，見圖2。Cdyn=(C L,C D,C M)T，其中LC、DC、MC分別是翼型的升力系數(shù)、阻力系數(shù)、俯仰力矩系數(shù)，il為剛體i的展向長度。在氣動力作用下，葉片將在某穩(wěn)定變形處來回振動，而葉片振動將改變相對風速W和攻角α，進而改變作用于葉片的氣動力，如此反復構成葉片振動與氣動載荷的耦合關系，如圖3所示。

在氣動力作用下，葉片將在某穩(wěn)定變形處來回振動，而葉片振動將改變相對風速W和攻角α，進而改變作用于葉片的氣動力，如此反復構成葉片振動與氣動載荷的耦合關系，如圖3所示�？紤]葉片振動速度對相對風速W和入流角φ的影響，相對風速與攻角的表達式為

【參考文獻】：
期刊論文
[1]動態(tài)氣動載荷和構件振動對風力機氣彈特性的影響分析[J]. 李德源,汪顯能,莫文威,張湘?zhèn)?  機械工程學報. 2016(14)

碩士論文
[1]基于多體模型的水平軸風力機氣彈耦合分析[D]. 莫文威.廣東工業(yè)大學 2013



本文編號：3258393