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风力机叶片设计和稳定性分析
叶片是风力机的核心部件,如果它发生不稳定的自激振动,那么叶片的颤振将会影响风力机的正常运行.该文应用Schmitz理论设计了一600kW水平轴风力机的叶片,同时应用叶片基元法理论分析了该风机的气动性能.又从质量、刚度、气动力的角度出发,研究该风力机叶片振动的动态响应.该文把风力机叶片简化为悬臂梁,对梁截面的二维叶型建模,完整推导了二维叶型的线性运动微分方程和流/构耦合条件下系统的气动刚度和气动阻尼,此时气动载荷与结构的位移矢量以及速度矢量是相互耦合的,再利用系统的特征值来判断叶片颤振是否发生,从而获得风机的稳定工作范围.该文...
叶片是风力机的核心部件,如果它发生不稳定的自激振动,那么叶片的颤振将会影响风力机的正常运行.该文应用Schmitz理论设计了一600kW水平轴风力机的叶片,同时应用叶片基元法理论分析了该风机的气动性能.又从质量、刚度、气动力的角度出发,研究该风力机叶片振动的动态响应.该文把风力机叶片简化为悬臂梁,对梁截面的二维叶型建模,完整推导了二维叶型的线性运动微分方程和流/构耦合条件下系统的气动刚度和气动阻尼,此时气动载荷与结构的位移矢量以及速度矢量是相互耦合的,再利用系统的特征值来判断叶片颤振是否发生,从而获得风机的稳定工作范围.该文采用了《Niedriggeschwindigkeitsprofile》叶型书的实验数据,对上述的600kW水平轴风力机叶片进行了计算和讨论.其次,通过用龙格—库塔的数值方法对微分方程进行迭代,所求出的系统各振动量变化规律和上述算例的特征值对比,结果是一致的.这就验证了建模的合理性和方程推导的正确性.最后,又对影响叶片颤振的结构动力参数进行了分析.
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作者: 刘晓燕
学科专业: 人机与环境工程
授予学位: 硕士
学位授予单位: 西北工业大学
导师姓名: 廖明夫
学位年度: 2004
语 种: chi
分类号: TK83
在线出版日期: 2004年10月21日