收藏本站
《兰州理工大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

风力机叶片气动弹性稳定性的工程应用研究

申慧渊  
【摘要】:叶片的气动弹性稳定性问题是大型水平轴风力机设计的关键。如果叶片发生了不稳定的自激振动,那么对于整个风力机来说都是极其危险的问题之一。本文应用尾流涡旋系统理论设计的650KW水平轴风力机叶片,依据经典的“片条理论”分析了叶片的气动性能。接着从气动力、惯性力和弹性力耦合的角度出发,研究该风力机叶片的气动弹性性能。 由于叶片在大型水平轴风力机运行中同时受到了气动力、惯性力和弹性力的作用,所以是风力机受力最为复杂的部件。为了在工程应用中快速方便地处理风力机叶片的气动弹性问题,往往需要把具体的风力机叶片进行适当的简化处理。本文由此目的出发,通过对以往经验的归纳分析,得到在地面固有频率测试时的风力机叶片模型可以简化为以相对半径0.58处截面为特征截面的等截面梁,而实际工况下的风力机叶片模型可以简化为以相对半径0.84处截面为特征截面的等截面梁,进而方便了风力机叶片气动弹性问题的快速工程建模分析。此方法与风力机工程中解决叶片气动弹性问题惯用的建模方法进行了比较,验证其是合理的。 其次,应用实际工况下风力机叶片的等截面梁简化模型,利用经典的“片条理论”对650KW水平轴风力机叶片的气弹性能进行分析。由于在风力机工程应用特别是叶片设计中,设计师需要快速方便地判定风力机叶片是否气动弹性稳定。紧接着本文通过推导分析得到水平轴风力机叶片气动弹性稳定判别数S~hy,以方便今后风力机叶片气动弹性稳定问题的判别。 然后,对梁截面的二维叶型建立颤振运动微分方程。通过用4阶龙格—库塔数值方法,对影响叶片颤振的结构动力参数进行了分析,得到了初步的规律,可供设计参考。最后应用气动弹性稳定判别数S~hy得到的结论与叶片气动弹性问题数值计算的结果进行了比较,以验证其合理性。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TK83

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈寅;风电场气流数值模拟与风力机翼型研究[D];兰州理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈余岳;王强;;600kW风力机玻璃钢叶片结构设计[J];玻璃钢;2002年02期
2 陈雨;袁国青;;水平轴风力机叶片自振频率计算方法研究[J];玻璃钢/复合材料;2008年03期
3 陈余岳;大型风力机玻璃钢叶片设计[J];玻璃钢/复合材料;1998年04期
4 陈小波;李静;陈健云;;考虑离心刚化效应的旋转风力机叶片动力特性分析[J];地震工程与工程振动;2009年01期
5 江东,王建华;空间信息技术支持下的沿海风能资源评价[J];地理科学进展;2004年06期
6 张国平,刘纪远,张增祥,赵晓丽,周全斌;中国风蚀景观面积变化与地表风场强度的关系[J];地理学报;2002年01期
7 林振山,石祥升;中国“代”尺度气候预测(英)[J];Advances in Atmospheric Sciences;2003年04期
8 丁裕国,施能;气象场经验正交函数不同展开方案收敛性问题的探讨[J];大气科学;1992年04期
9 雷亚洲,王伟胜,印永华,戴慧珠;风电对电力系统运行的价值分析[J];电网技术;2002年05期
10 雷亚洲,王伟胜,印永华,戴慧珠;含风电场电力系统的有功优化潮流[J];电网技术;2002年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李昆;大型水平轴风力机风轮结构动力分析[D];兰州理工大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张振,张晓云,李永先;1998年我国工程塑料加工技术进展[J];工程塑料应用;1999年06期
2 王炳雷;李树虎;陈以蔚;;FRP在大型风力发电机叶片中的应用[J];工程塑料应用;2008年04期
3 宋玉芝;王连喜;李剑萍;;气候变化对黄土高原马铃薯生产的影响[J];安徽农业科学;2009年03期
4 史彩霞;苏志;刘世学;;基于网络的广西风能资源监测评估系统[J];安徽农业科学;2009年27期
5 贺志明;聂秋生;;风能资源动态评估研究[J];安徽农业科学;2009年32期
6 胡利平;张华兰;安晶;刘晓强;杭波;;气候变化对天水冬小麦生产潜力开发程度的影响[J];安徽农业科学;2010年12期
7 侯亚红;李刚;路爽;;西伯利亚高压异常与海温异常的关系[J];安徽农业科学;2010年15期
8 张志富;任芝花;范邵华;;自动观测和人工观测风的差异及其订正的初步研究[J];安徽农业科学;2010年15期
9 廖国进;姜淼;孟鹏;;沈阳近59年来气温异常偏低的严冬天气分布特征[J];安徽农业科学;2010年26期
10 杨旭;高杰;杨青;房彬;赵姝慧;李阳;;辽宁人工增雨试验区最长连续降水日数变化分析[J];安徽农业科学;2010年30期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张凯;刘占芳;;离心场中悬臂梁的动频和椭圆运动性质[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 鲁胜利;卢彩虹;周黎明;刘波;周建梅;;节能减排与可再生能源的开发利用[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2011年
3 王兴刚;;风电场接入系统设计中的电压稳定性分析[A];2010年云南电力技术论坛论文集(优秀论文部分)[C];2010年
4 潘雄;周明;孔晓民;吴玥;;风电场相关性对节点电价影响的仿真研究[A];2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C];2011年
5 潘雄;周明;孔晓民;吴明;;风电场相关性对节点电价影响的仿真研究[A];2011年云南电力技术论坛论文集(优秀论文部分)[C];2011年
6 陆晔;滕蓓;祁恩荣;;基于bladed软件的风力发电机组稳态风性能曲线研究[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年
7 刘超峰;李海东;杨炳渊;;身-翼-舵组合体高超声速变攻角颤振计算[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
8 陈立勇;黄礼耀;;全动舵面旋弯耦合颤振的抑制措施分析[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
9 张伟伟;叶正寅;张陈安;;基于CFD技术的导弹伺服气动弹性分析[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
10 郭润江;霍应元;刘成玉;谭申刚;;某型飞机的动力建模与颤振特性研究[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张勤拓;机载导弹SINS动基座传递对准技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 方长芳;全球变暖对北太平洋年代际变化的影响及可能机制研究[D];中国海洋大学;2010年
3 王敏;分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响[D];合肥工业大学;2010年
4 王润元;中国西北主要农作物对气候变化的响应[D];兰州大学;2010年
5 刘杨华;SOFC固体氧化物燃料电池分布式发电系统仿真及其潮流计算[D];湖南大学;2010年
6 钱军;考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究[D];湖南大学;2010年
7 撖奥洋;变速恒频风力发电系统故障特性与保护技术研究[D];华中科技大学;2010年
8 张伯松;中国风电产业融资问题研究[D];中国地质大学(北京);2011年
9 王哲;大型风电机组变桨距控制策略研究[D];沈阳工业大学;2010年
10 单光坤;兆瓦级风电机组状态监测及故障诊断研究[D];沈阳工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周翔;微型扑翼飞行器的气动特性及其优化研究[D];南昌航空大学;2010年
2 张琴;青岛华威风电场风能资源分析及选址关键技术研究[D];山东科技大学;2010年
3 金长生;风力发电机偏航控制系统的研究[D];大连理工大学;2010年
4 沈亚南;考虑逐步破坏和环境载荷影响的复合材料风机叶片的强度和刚度分析[D];大连理工大学;2010年
5 金大伟;兆瓦级风力发电机组整机结构强度分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 王朝胜;基于有限元法的风力发电机组塔架结构分析[D];长沙理工大学;2010年
7 周志飞;考虑风速随机性的风电场电压相关问题的研究[D];长沙理工大学;2010年
8 许珊珊;分岔理论在风电系统电压稳定分析中的应用[D];长沙理工大学;2010年
9 韩磊;基于成本效益分析的分布式电源规划[D];长沙理工大学;2010年
10 文强;基于鲁棒优化的POOL模式下的发电商自调度研究[D];长沙理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 霍福鹏,孟繁娟,钟洪亮,陈佐一,蒋正苗,杨乃铎,孙稳立;提高叶片局部粗糙度对风机效率影响的实验研究[J];工程热物理学报;2000年06期
2 康顺;魏慧荣;;应用CFD于风电场风速分布预估的可行性探讨[J];工程热物理学报;2008年12期
3 李茂义;袁巍;李志平;盖峰;陆亚钧;;风力机翼型尾迹干扰的PIV研究[J];航空动力学报;2011年02期
4 包耳,邵晓荣,刘德庸;风力机叶片设计的新方法[J];机械设计;2005年02期
5 李仁年;李银然;王秀勇;;翼型后缘厚度对气动性能影响的数值分析[J];空气动力学学报;2011年02期
6 张果宇;冯卫民;刘长陆;俞剑锋;;6种风力机叶片翼型的气动性能数值模拟研究[J];可再生能源;2009年02期
7 李德顺;李仁年;杨从新;王秀勇;李银然;;粗糙度对风力机翼型气动性能影响的数值预测[J];农业机械学报;2011年05期
8 张瑞民;曹义华;;降雨条件下翼型的气动特性[J];航空动力学报;2010年09期
9 张宏武,江学忠,袁新,叶大均;二维翼型襟翼增升的数值模拟[J];清华大学学报(自然科学版);2000年11期
10 黄浩辉;宋丽莉;植石群;毛慧琴;郝全成;刘爱君;;多元回归法在复杂地形风资源微尺度模拟中的应用[J];气象;2007年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 黄继雄;风力机专用新翼型及其气动特性研究[D];汕头大学;2001年
2 闵新勇;风力机翼型的气动性能模拟与优化设计[D];上海交通大学;2010年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 华欣;海鸥翅翼气动性能研究及其在风力机仿生叶片设计中的应用[D];吉林大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 施雅风,沈永平,胡汝骥;西北气候由暖干向暖湿转型的信号、影响和前景初步探讨[J];冰川冻土;2002年03期
2 李栋梁,魏丽,蔡英,张存杰,冯建英,杨青,袁玉江,董安祥;中国西北现代气候变化事实与未来趋势展望[J];冰川冻土;2003年02期
3 肖劲松;张传经;;风力机叶片在拍打方向的载荷估计与可靠性分析[J];北京工业大学学报;2005年06期
4 陈余岳;旋转叶片振动分析[J];玻璃钢/复合材料;1986年01期
5 陈宗来,陈余岳;大型风力机复合材料叶片技术及进展[J];玻璃钢/复合材料;2005年03期
6 陈余岳;大型风力机玻璃钢叶片设计[J];玻璃钢/复合材料;1998年04期
7 张国平,张增祥,刘纪远;中国土壤风力侵蚀空间格局及驱动因子分析[J];地理学报;2001年02期
8 王绍武,龚道溢;对气候变暖问题争议的分析[J];地理研究;2001年02期
9 刘太中,荣平平,刘式达,郑祖光,刘式适;气候突变的子波分析[J];地球物理学报;1995年02期
10 施能;我国秋、冬月降水、气温场的时空结构特征及其在我国初夏降水预报中的应用[J];大气科学;1988年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 马昊旻;水平轴风力机桨叶结构动力学特性研究[D];汕头大学;2001年
2 宋聚众;1.5MW变速恒频风力发电机组气动与结构设计技术[D];汕头大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴永忠;苏志勇;;关于风力机异步变桨的初步研究[J];应用能源技术;2007年03期
2 吴永忠;苏志勇;张丽娜;;风力机异步变桨的初步研究[J];节能;2007年05期
3 曹紫胤;黄典贵;;聚能-遮风型风力机[J];工程热物理学报;2008年06期
4 罗皓宇;;缩减原定仪式内容 节约经费捐献灾区 北方最大风力机叶片和CNG气瓶生产基地开工[J];中国建材;2008年06期
5 刘磊;徐建中;;湍流模型对风力机叶片气动性能预估的影响[J];工程热物理学报;2009年07期
6 韦丽珍;赵丹平;王清华;戴同;杨丽娟;刘玲;;基于ANSYS风力机叶片的设定方法[J];能源与环境;2009年02期
7 东雪青;汪建文;韩晓亮;高志鹰;刘冬冬;新吉勒图;仇连君;;风力机叶尖加小翼流场的试验研究[J];工程热物理学报;2009年10期
8 张仲柱;王会社;赵晓路;徐建中;;水平轴风力机叶片气动性能研究[J];工程热物理学报;2007年05期
9 李岩;;垂直轴风力机技术讲座(五) 垂直轴风力机设计与实验[J];可再生能源;2009年05期
10 郭龙;张君;同新星;;风力发电机叶片动力学研究与分析[J];机械研究与应用;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 尹家聪;陈璞;;风力机叶片的有限元建模及其模态重分析[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年
2 师英;陈长征;;大型风力机叶片工作状态监测新方法的研究[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
3 芮晓明;郑辉;王伟;黄浩然;;风力机叶片变浆控制的扭转载荷分析[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
4 梁明轩;陈长征;;风力机叶片流固耦合效应研究[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
5 杨国林;陈长征;;基于遗传算法的风力机叶片优化设计理论[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
6 李传胜;张锦南;;真空灌注成型工艺在大型风力机叶片中的应用[A];第十六届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2005年
7 岳凤英;李永红;王中山;王恩怀;;新型柔性压力传感器阵列在风力机叶片受力测试中的应用研究[A];2009中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2009年
8 张威;;风机叶片制备用先进材料[A];第十七届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2008年
9 尹家聪;陈璞;;风力机叶片的模态重分析方法研究[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
10 程危危;曹登庆;初世明;;水平轴风力机叶片非线性振动研究[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 康传明 张为民;十一院风力机叶片设计取得突破[N];中国航天报;2009年
2 卢松 严维新;黄辉秀:勇挑创新重担的“八○后”[N];连云港日报;2010年
3 连开轩;“东方风谷”风光无限[N];新华日报;2008年
4 记者 白俊峰;兆瓦级风力机叶片制造基地落户临港[N];天津日报;2009年
5 ;对接“政策红包”乏力传预警[N];连云港日报;2011年
6 浦敏琦;我省首家风电实验室落户无锡[N];新华日报;2009年
7 本报记者 吴红梅;江苏开始参与“国际研发分工”[N];新华日报;2010年
8 本报记者 李峰;我省科技重大专项拉动社会投入8.9亿元[N];甘肃日报;2010年
9 宋红玲 贺耀堂;如何用足用好金字“新”招牌[N];连云港日报;2008年
10 记者 王雄伟;连云港开发区七成化企订单增[N];中国化工报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 汪泉;风力机叶片气动外形与结构的参数化耦合设计理论研究[D];重庆大学;2013年
2 廖猜猜;极限载荷条件下的风力机叶片铺层优化设计研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2012年
3 刘磊;风力机叶片非定常气动特性的研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2012年
4 陈洪胜;后掠型风力机叶片的启动特性研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2012年
5 李媛;风力机叶片流固耦合数值模拟[D];华北电力大学;2013年
6 姚奇;Magnus风力机叶片的改进及其特性研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
7 张凯;兆瓦级Darrieus型立轴式风力机气动性能评价和结构动特性研究[D];重庆大学;2010年
8 李俊;大型风电机组整机及关键部件仿真分析与优化设计研究[D];重庆大学;2011年
9 王建礼;基于多体动力学方法的大型水平轴风力机气动弹性研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2012年
10 任年鑫;海上风力机气动特性及新型浮式系统[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李芒芒;风力机叶片机械损伤动态监测方法与技术研究[D];长沙理工大学;2012年
2 张磊;基于计算机视觉的风力机叶片缺陷诊断研究[D];华中科技大学;2013年
3 梁明轩;风力机叶片流固耦合机理研究[D];沈阳工业大学;2011年
4 申慧渊;风力机叶片气动弹性稳定性的工程应用研究[D];兰州理工大学;2011年
5 朱卫平;周期性及气动荷载对风力机叶片动力特性影响研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 李慧;大型风力机叶片结构/力学设计与分析[D];南京航空航天大学;2010年
7 任延中;兆瓦级风力机叶片挥舞摆振特性研究[D];华北电力大学;2012年
8 栾绍刚;大型风力机叶片疲劳分析与寿命预测方法研究[D];新疆大学;2012年
9 李伟;风力机叶片设计及气动特性分析[D];内蒙古工业大学;2010年
10 张建华;风力机叶片疲劳寿命估算方法研究[D];吉林大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026