文献类型：期刊文章

作　　者：李治国[1] 宋超洋[1] 高志鹰[2] 张立茹[2] 汪建文[2]

LI Zhiguo;SONG Chaoyang;GAO Zhiying;ZHANG Liru;WANG Jianwen(Mechanical Engineering College,Inner Mongolia University of Technology,Hohhot 010051,Inner Mongolia Autonomous Region,China;College of Energy and Power Engineering,Inner Mongolia University of Technology,Hohhot 010051,Inner Mongolia Autonomous Region,China)

机构地区：[1]内蒙古工业大学机械工程学院,内蒙古自治区呼和浩特市010051 [2]内蒙古工业大学能源与动力工程学院,内蒙古自治区呼和浩特市010051

出　　处：《中国电机工程学报》

基　　金：国家自然科学基金项目(51866012);自治区直属高校基本科研业务费项目(JY20220240).

年　　份：2023

卷　　号：43

期　　号：20

起止页码：7948-7958

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2020、CSCD、CSCD2023_2024、EAPJ、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、ZMATH、核心刊

摘　　要：为探究大型兆瓦级风力机柔性叶片非线性气弹特性,揭示叶片大范围空间运动与气弹响应耦合机制,该文提出一种用于分析风力机气动性能、模态特征、气动阻尼及动态响应的实时双向气弹耦合研究方法。将叶素动量理论、混合梁理论、Lanczos模态分析法及修正的Newmark-β位移迭代法有效结合,通过MATLAB编程实现柔性叶片气动载荷、弹性变形和空间运动之间的气弹耦合仿真。经与美国可再生能源实验室公开实验数据及Bladed软件计算结果对比分析,发现最大相对误差仅为-2.77%,证实本文气弹模型准确可靠。研究发现,气弹耦合对轴向和切向气动力影响显著,对气动阻尼的影响从叶根到叶尖逐渐增强。气弹耦合导致叶片气动载荷及动态响应降低的原因是平面外结构变形。该文数值模型相比风力机专用软件Bladed增加气动阻尼和气弹耦合模块,计算结果满足与Bladed软件计算结果偏差不大于5%的要求,对柔性叶片气弹稳定判定、风力机整机刚柔耦合动力学仿真的实现具有重要意义。

关 键 词：风力机 柔性叶片  气弹耦合  数值模型  气弹特性  

分 类 号：TK83]