锯齿尾缘对风电机组气动性能的影响

随着我国风电场建设由三北地区向西南山区、沿海等地区转移,同时风力机的风轮直径已经突破200米,风力机的噪声问题越来越严重。锯齿尾缘是目前最常用的风电叶片被动降噪附件,但也导致风电机组气动性能和载荷发生变化。在扬州大学低速风洞开展了翼型升力、阻力、表面压力分布等风洞试验研究,验证了不同锯齿尾缘对翼型气动性能的影响。采用大型风力发电机组设计与分析软件BLADED进行仿真模拟,探讨了锯齿尾缘对风电机组气动性能的影响,评估了锯齿对叶根稳态载荷的影响。结果表明,锯齿尾缘会提高风电机组气动性能,也会增大叶根稳态载荷。     

基于WRF模式的四川省凉山州地区风能资源可开发区域研究

利用MERRA2再分析数据驱动WRF模式,对四川凉山州地区2020年全年进行风资源模拟分析,并用凉山州地区典型测风塔数据对模拟结果进行检验,并进行详细地风资源分析,再根据风电场开发8%基准内部收益率反推可开发风能资源的区域分布。结果表明：凉山州大部分地区100 m高度年平均风速在5 m/s以上,风速极大值一般位于山脊,凉山州风能最好的区域主要集中在会东县和宁南县。凉山州典型区域内均表现出受西南季风影响的特征,即冬、春季节风大,夏、秋季节风小,主风向呈强西南风状态,且风功率密度变化规律与风速的变化规律基本一致。凉山州山地区域可开发风能资源的平均风功率密度临界值为258 W/m²,这些区域主要集中在会理、会东、宁南、布拖、木里和盐源县境内。可开发区域分布图对指导凉山州地区风能开发提供科学参考。     

风力发电机组极限外推参数估计对比研究

本文采用全局最大值法提取风力发电机组的载荷极值，选择三参数威布尔分布预测长期极限载荷，对比分析4种不同参数估计方法（线性矩法、相关系数法、极大似然法、矩估计法）对外推结果的影响。     

40CrNiMo钢拉杆螺纹断裂失效分析

针对直径为135 mm的40CrNiMo钢拉杆螺纹疲劳拉伸断裂现象，对拉杆螺纹断裂带不同位置取样分析断裂原因，提出预防措施。结果表明，拉杆螺纹的化学成分、力学性能、硬度和金相组织均符合技术要求；从断裂带位置发现拉杆螺纹根部处有老裂纹，螺纹根部低周疲劳循环应力幅高，导致局部高应变产生疲劳断裂，并且现场安装拉杆存在偏角过大，导致产生的弯曲正应力接近拉杆的屈服强度，从而使拉杆产生断裂。     

裂纹故障对盘式拉杆组合转子系统应力重组的影响研究

在含裂纹一般整体转子研究中，难以有效反映裂纹尖端奇异效应及其三维形态特征，同时一维方法难以反映复杂组合转子系统的裂纹故障应力影响范围、系统应力重组情况及对系统整体初始形态的影响。针对上述一些问题，以典型三盘拉杆组合转子系统为例，研究了三维裂纹故障对复杂拉杆组合转子系统应力重组及整体弯曲形态的影响，并进行了实验验证。首先，基于三维有限元方法，采用三维等参奇异裂纹有限元建模技术和三维有限软件，建立了三维裂纹子模型及系统有限元模型；然后，采用有限元仿真技术，分析了裂纹及其深度变化对此类组合转子系统的应力分布重组及整体弯曲特性的影响；最后，采用实验方法，验证了裂纹对此类系统整体初始弯曲特性的影响情况。研究结果表明：盘式拉杆组合转子系统裂纹故障的产生会使得裂纹位置区域局部柔性增强，系统的主要界面及系统应力分布发生变化且重组，系统应力分配不均匀，且呈现不对称性，转子整体弯曲形态发生变化；在裂纹深度较浅(0.5 mm)时，裂纹诱发的转子附加弯曲效应并不明显；随着裂纹深度的增加，系统应力分布重组和附加弯曲越趋于严峻，当裂纹深度较深(1.5 mm或2.5 mm)时，裂纹诱发的转子附加弯曲效应较为突出。该...     

一种以风机叶片运行轨迹计算净空距离的方法

在风力发电机组叶片叶尖具有形变位置分别安装一个卫星定位天线，利用卫星导航定位技术和RTK差分修正技术，实现定位叶片当前位置，并达到cm级别。根据塔筒结构模型，建立塔筒底部圆心为原点的三维坐标系建立，利用球坐标计算方法，完成叶片三维坐标到塔筒坐标的计算。根据点到直接原理，建立叶尖位置到塔筒最近距离直线的动态方程。从而根据叶片定位数据，获取实时叶片净空距离。实时叶片净空距离实时进入控制闭环，一旦出现危险距离，通过控制及时干预，避免叶片扫塔，从而提高叶片塔筒安全性。     

风力机叶片翼型俯仰与动尾翼耦合运动数值仿真

现代风力机叶片普遍采用变桨系统降低气动载荷。尾缘襟翼是实现飞机机翼载荷控制的一种可行方法，然而由于相关技术尚未成熟，动尾翼尚未实际应用在风力机叶片上。本文采用数值计算模拟和分析动尾翼与翼型俯仰耦合状况下的动态升力变化。采用结构化网格，对尾缘襟翼部分应用浸入边界方法，其余部分仍然沿用传统贴体网格算法，实现了动尾翼的仿真又保证了较高的计算效率。计算结果与风洞实验进行了详细对比，动态升力的变化趋势和大小均显示了较好的吻合，为包含动尾翼的智能叶片开发提供参考。     

一种基于数值模拟求解机位点湍流算法

在风电机组的载荷设计及风电场的布局评估中，准确、快速地获得风电场机位点湍流强度至关重要。本文基于风电机组设计标准及前人设计的等效湍流强度研究，建立了求解风电场机位点湍流强度的数学模型，给出了具有可行性的算法实现方法，并通过数值算例验证了数学模型的准确性。结果表明，本文通过结合实例分析与理论基础初步形成了有效的风电机组点位湍流强度的计算理论。