不同風速下風力機葉片的振動特性研究
摘要：針對風力機葉片在正常工況下運行時受到周期性的氣動力導致葉片發生振動,降低葉片使用壽命的情況,研究了風力機葉片在不同風速下的振動特性。選取不同風速條件下的5種工況(風速范圍為15~40 m/s),選用CFD方法對NREL PHASE VI葉片進行模擬計算,獲取不同風速下的振型和振動位移曲線。結果表明:葉片的主要振型是揮舞和擺振,高階葉片振型存在著彎曲和扭轉組合的復雜變形;來流速度從15 m/s增大到40 m/s時,葉片吸力面的壓力分布不均勻性不斷提高,來流速度為40 m/s時最大壓力差值約達到3 000 Pa;來流速度為15 m/s時振幅最小為0.525 4 mm,來流速度為40 m/s時振幅最大,為3.628 2 mm,約是最小振幅的6.9倍;5種工況的振動曲線均呈現衰減趨勢,葉片趨于穩定振動;當來流風速越大時,由來流風所產生的氣動力對葉片的作用力越大,葉片的振幅呈現增大的趨勢。研究結果可為風力機設計提供參考。
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