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《風力機葉片氣動設計與結(jié)構(gòu)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、學兔兔www.xuetutu.com風力機葉片氣動設計與結(jié)構(gòu)研究；l=口楊俊口武美萍口葉建友口王云江南大學機械工程學院江蘇無錫214122摘要：采用Wilson模型優(yōu)化設計水平軸風力機葉片的氣動外形：利用有限元軟件對玻璃銅葉片在風力、重力和離心力的耦合作用下的靜力學、穩(wěn)定性和動力學進行仿真分析。通過對葉片額定風況下的靜力學和穩(wěn)定性分析，不僅能獲取葉片的應力和應變分布，而且可檢驗葉片設計的安全性和合理性。通過葉片動力學分析，計算葉片的振動頻率，判斷能否避免共振．實現(xiàn)正常運行。關(guān)鍵詞：風力機葉片氣動設計穩(wěn)定性分析動力學分析中圖分類號：T
2、H122：TK83文獻標識碼：A文章編號：1000—4998(2014)12—0005—04Abstract：Wilsonmodelwasadoptedforoptimumdesignofaerodynamicshapeofhorizontalaxiswindturhinebladeandthefiniteelementsoftwarewasusedforsimulationanalysisofstatics，stabilityanddynamicsofthefiberglassbladesunderthecouplingeffec
3、tsofwindpower，gravityandcentrifugalforce．Basedonstaticandstabilityanalysisofthebladesunderratedwindconditions，notonlythestressandstraindistributionsonthebladescouldbeobtained，thesafetyandrationalityinthebladedesignmaybeproventoo．Throughdynamicanalysisofthebladesandcalc
4、ulationoftheirvibration~equeneyitisavailabletoestimatewhethersympatheticvibrationcanbeavoidedtoachieveproperoperation．KeyWords：BladesofWindTurbineAerodynamicDesignStabilityAnalysisDynamicAnalysis為了滿足不斷增長的能源需求，符合日益嚴格的計模型和Wilson設計模型[33。其中Wilson設計模型不環(huán)境法規(guī)．世界各國都在積極發(fā)展可再生能源。風
5、力發(fā)僅研究葉尖損失和升阻比對風輪最優(yōu)性能的影響，而電作為一種可再生的綠色能源備受關(guān)注，作為獲取風且考慮了葉片在非設計工況下的性能，較簡化設計模能的核心部件——風力機葉片的氣動設計尤為重要，型和Glauert設計模型更為先進E33。本文選取Wilson設而復雜的運行環(huán)境對其結(jié)構(gòu)強度、穩(wěn)定性和動態(tài)響應計模型對1．2MW風力機葉片氣動外形進行優(yōu)化設提出了很高的要求。葉片的設計與研究涉及空氣動力計。學、結(jié)構(gòu)力學、材料力學、復合材料學等多門學科]，其為實現(xiàn)葉片獲取最優(yōu)風能利用效率的目標，應使中葉片的氣動設計質(zhì)量直接決定風力發(fā)電的功率。在風能利
6、用系數(shù)在滿足能量方程的條件下達到最大氣動設計的基礎上，為了進一步提高風力機的效率，葉值，即：片的輕量化設計尤為重要，因此目前風力機葉片優(yōu)先選用輕質(zhì)復合材料(如玻璃鋼)。與此同時，復合材料的dcp=魯b(1-a)FA?dr(1)應用也使葉片內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得十分復雜，從而增加了結(jié)arccos(e—2Rsi—nt~)構(gòu)研究的難度。為了方便設計與研究，采用有限元法對葉片進行仿真已成為探究葉片結(jié)構(gòu)性能的重要手段能量方程：?。本文針對1．2MW的風力機葉片進行氣動外形設(1-aF)=b(1+b)Ar2(2)計，同時基于有限元法進行結(jié)構(gòu)研究，從而驗證
7、葉片結(jié)式中：為風能利用系數(shù)；A為葉尖速比；a、b為誘導構(gòu)設計的安全性與合理性。因子；F為葉尖損失系數(shù)；A，為距風輪軸線r處的速度比；Ⅳ為葉片數(shù)目；為風輪半徑；為距風輪軸線r1葉片氣動外形優(yōu)化設計處的人流角。葉片氣動外形設計質(zhì)量不僅影響風電機組獲取風通過編程迭代計算出誘導因子a和b，然后根據(jù)能的效率．而且還會影響風電機組整體及零部件的結(jié)式(3)、(4)求出弦長C和扭轉(zhuǎn)角：構(gòu)性能和壽命[23，因此，葉片的氣動外形設計尤為重監(jiān)：!一8,n-sin：~o一(3)要。目前常用的設計方法有簡化設計模型、Glauert設r(1一口)cos~D?=
8、一(4)}江蘇省省產(chǎn)學研前瞻性聯(lián)合研究項目(編號：SBY201320293)收稿日期：2014年7月式中：為翼型升力系數(shù)；O／為葉素剖面攻角。機械制造52卷第604期2014／12學兔兔www.xuetutu.com通過上述方法計算出
