风力机桨叶气动性能受哪些因素影响风力发电机的因素

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沈阳工业大学硕士学位论文
随着社会的发展和科技的进步,人类面临着 日益严重的资源枯竭和环境污染问题
的挑战,此时被认为储量大,分布广,最廉价、最洁净、最有开发价值的新能源一风
能得到了各界的广泛重视,对于风力机的研究也逐渐升温。在我国对于风力机的利用
率较低,为了更好的利用风力资源就必须加速对它的研究。
作为风力机重要的组成部分,叶片是受力最为复杂,最为难以设计的风力机构件。
叶片作为弹性体,在运行中由于气动力作用,将会产生变形和振动。结构在气动力、
J惯性力和弹性力祸合作用下,出现的幅度不断增加的振动现象。这种不稳定振动,将
在结构中引起很大的动应力,影响风力机的正常运行,甚至会造成部件及整机损坏的
严重后果。风力机气动弹性特性是关系到风力机安全性和可靠性的重要问题,也成为
风力机研制工作中的焦点。
本文从振动理论入手,利用最为典型的弹性铰链法分析叶片发生颤振失稳时的结
构动力学特性,然后对振动模型及振动时所受的气动力进行简化,利用简化方程得到
叶片发生发散失稳时的振动方程,利用编制的V工SUALBASIC程序解出振动的特征值
并得到振动频率,最后分别通过上述的理论公式和国际通用的有限元程序ANSYS对
风力机叶片模型进行发散失稳时的频率计算,验证简化公式的准确性。通过简化将原
有的三个 自由度转化为两个 自由度,减少了叶片设计过程中的工作量。同时,利用理
论公式得到了影响叶片振动频率的几个因素并做出了相应 曲线。
关键词:风力机 叶片 气动弹性 振动 稳定性
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基于风力机桨叶气动弹性问题的研究
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水平轴风力机桨叶气动性能地研究综述.pdf14页
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1 水平轴风力机桨叶气动性能的研究综述 刘正强 卢绪祥 李录平 (长沙理工大学 能源与动力工程学院,湖南 长沙 410076)
摘 要:随着《可再生能源法》的实施,我国风力发电飞速发展,而水平轴风力机由于风能利用系数高,输
出功率大而得到广泛应用。风力机桨叶是将风能转化为机械能的关键部件,其气动性能的优劣关系到风力
机组的运行效率及气动安全,是风力机设计的关键。本文首先重点介绍了工程中应用最广泛的叶素动量理
论模型以及为提高其准确性而引入Prandtl 叶尖、轮毂损失修正以及Glauert 修正因子进行修正的改进模
型;针对风力机实际运行时存在的失速延迟现象,阐述了预估风力机气动性能的静态失速模型和动态失速模
型;叙述了风力机运行时产生的复杂流场的涡尾迹理论;最后对最近发展起来的、用来模拟风力机气动性
能计算的 CFD 方法进行了介绍,同时对各种理论模型的利弊进行了比较。随后介绍了目前用来增加叶片气
动性能的方法,并对风力机在恶劣条件运行中覆冰对气动性能影响进行了叙述;最后展望该领域值得更进
一步深入研究的几个关键问题。本文的工作可为水平轴风力机叶片气动性能进一步的研究提供一定的参考
关键词:水平轴风力机;桨叶;气动性能;CFD;覆冰 A Review of Researches on Aerodynamic Performance of HAWT Blades Liu Zhengqiang, Lu Xuxiang, Li Luping College of Energy&Power Engineering, Changsha University of Science&Technology, changsha 410076, China Abstract: The wind power generation technology has been rapidly developed in China with renewable energy law
Horizontal
coefficient
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