水平軸風(fēng)力機(jī)非定常氣動載荷與氣彈耦合分析.pdf

1、隨著風(fēng)力機(jī)向更大和更柔的方向發(fā)展，柔性葉片的揮舞、擺振和扭轉(zhuǎn)振動更為劇烈，使流經(jīng)葉片的氣流產(chǎn)生復(fù)雜的非定常流動，形成動態(tài)氣動載荷;同時(shí)，動態(tài)氣動力又會進(jìn)一步加劇葉片的振動，兩者的耦合對機(jī)組性能和運(yùn)行穩(wěn)定性的影響成為不可忽略的問題。本文基于計(jì)算多體動力學(xué)理論和動態(tài)空氣動力學(xué)模型，數(shù)值分析了風(fēng)力機(jī)葉片翼型的非定常氣動特性和葉片的動態(tài)氣動載荷，以及系統(tǒng)各部件相對運(yùn)動對動態(tài)氣動載荷的反饋等氣彈耦合效應(yīng)。研究具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

2、r>　　動態(tài)失速是風(fēng)力機(jī)非定常氣動特性的一個(gè)重要的現(xiàn)象。論文根據(jù)風(fēng)力機(jī)組運(yùn)行特點(diǎn)，采用修正的Beddoes-Lesihman動態(tài)失速模型，數(shù)值模擬了振蕩翼型動態(tài)升、阻力系數(shù)。通過與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比，揭示了翼型氣動系數(shù)隨攻角變化的非定常特性。通過修正的葉素動量理論和Beddoes-Lesihman動態(tài)失速模型，并結(jié)合氣彈耦合的特點(diǎn)，建立了風(fēng)力機(jī)葉片氣彈耦合的動態(tài)氣動載荷分析模型。
　　應(yīng)用多體系統(tǒng)動力學(xué)理論和混合多體系統(tǒng)的建模方法，結(jié)

3、合葉片動態(tài)氣動載荷分析模型，建立了受約束的風(fēng)力機(jī)多體系統(tǒng)非定常氣彈耦合方程，并研究了其數(shù)值求解方法。用Matlab編制仿真程序，進(jìn)行非定常條件下風(fēng)力機(jī)柔性葉片氣彈耦合分析。通過對比分析柔性葉片在額定轉(zhuǎn)速和多種風(fēng)速工況下的氣彈響應(yīng)，研究了動態(tài)失速和氣彈耦合對葉片動態(tài)響應(yīng)與氣動載荷的影響;進(jìn)而通過對機(jī)組在某工況下的氣彈耦合分析，研究了風(fēng)輪以外其它構(gòu)件振動對葉根氣彈載荷的影響;通過靜、動態(tài)氣動分析模型，考察了葉根和塔底氣彈載荷的動態(tài)耦合效應(yīng)。