探究风力发电机的柔性多体动力学

论文通过柔性多体动力学的方法来对风力发电机做出研究。衡量一台风力发电机的整机性能,关键在于探究这个风力发电机的动力特征,并通过在ADAMS中建立风力发电机的叶轮多柔体分析模型,对相应的风力发电机系统做出加载以及动力学分析,从而得到各部件的相关数据参数,通过得到的相关数据,与刚性体叶片特征进行对比。为将来的更大型的、更强力的风力发电机的设计研究提供参考。     

大型风力发电机复合材料叶片动态特性分析

以1.2 MW风力机叶片为研究对象,采用参数化建模技术建立大型风力机复合材料叶片的三维有限元壳模型,在此基础上采用拟波前子空间迭代法准确计算了基于多因素耦合作用下复合材料叶片的固有频率和振型。进而分析了不同形式的振动对旋转叶片的影响机理,该计算方法对大型复合材料风力机叶片的结构设计具有一定的参考价值。     

兆瓦级风力发电机组叶片动态载荷分析

阐述了兆瓦级风力发电机组叶片气动载荷的研究现状和目前存在的问题,分析了风机叶片的基本载荷并给出了相关公式。重点分析了叶片动态载荷引起的振动和激振,并对其进行了模态分析。同时对叶片的振动分类也进行了一定的探讨。兆瓦级风力发电机组叶片动态载荷分析的结果,可为叶片的气动设计和研究提供一定的参考。     

风力发电机叶片气动弹性响应分析

风力机属于涡轮机械,随着风力机单机功率的不断提高,气动弹性问题逐渐得到重视。发展了一种适用于风力机风轮叶片的气动弹性计算方法,该方法以Marc通用有限元计算程序为基础平台,将气动力计算程序写入子程序中,并根据子程序的调用特点,实现了在每个增量步中,气动和结构边界条件的相互交换。最后给出一个计算算例,得到的计算结果与实际的使用情况相符合。     

大型风力发电机叶片在三维旋转状态下的气动特性分析

为了更准确地研究风力发电机在三维旋转状态下的动态失速特性,分析其气动性能,建立风力机叶片和轮毂的三维气动模型,采用计算流体力学方法,对叶片在三维旋转状态下的气动特性进行了模拟,得到叶片周围流场分布状况。分析结果表明相对于无旋转状态,三维旋转状态下,叶片表面气流有沿叶展方向的运动,改变了叶片表面压力分布,致使气流流动分离延迟,导致叶片出现失速延迟的现象,提高了叶片从风中获得能量的能力。     

风力发电机叶片三维模型重构及气动特性分析

风力发电机叶片形状直接影响风力发电机气动性能,根据风力发电机叶片特点规划测量路径,采用三坐标测量机（CMM）对风力发电机叶片表面进行测量,提取表面的三维点云数据.对点云数据进行分组和处理,在Pro/E中生成叶片的三维几何模型.在Fluent软件中对叶片翼型进行了不同攻角的气动特性分析,得到了不同攻角下的流场分布情况.     

浅析风力发电机叶片关键技术

选取了五家在世界风电制造业排名比较靠前的企业,筛选出这些企业在风力发电机叶片技术方面申请的核心专利,以这些核心专利为研究对象,从技术类别、技术功效和技术时间分布三个角度,分析了风机叶片在设计、制造方面的关键技术及发展经验,进而为我国企业今后的研发提供一些参考建议。     

垂直轴风力发电机叶片气动性能研究

性能优越的垂直轴风力发电机正越来越受到关注。优良的风叶是使垂直风力发电机获得最大风能利用系数和良好经济效益的基础。垂直风力发电机叶型的气动性能研究是当前叶片设计的重要内容。利用ANSYS FLUENT12.0对NACA4412、FX76MP12、DU86-137-25以及C型四种不同叶片的气动性能进行了仿真和分析,得出C型叶片相对其他三种叶片有着更好的气动性能,能为垂直风力发电机叶片的设计起到指导作用。     

风力发电机叶片的动力学分析

旋转是叶片的主要工作方式,叶片轴向力与切向力的大小随叶片的旋转而时刻发生变化,导致重力对叶片每个旋转位置有不同程度的影响。应用ANSYS软件建立旋转状态下叶片的有限元模型,对其进行动力学分析。分析结果表明:叶片的最大变形量为0.327 mm,位于叶尖附近,远小于玻璃钢叶片的最大弯曲变形要求;叶片的最大应力值为1.04 MPa,远小于玻璃钢的抗拉强度。通过分析确认,重力对风力发电机叶片的整体力学性能影响较小。     

基于气弹耦合特征的风力机叶片优化设计

为提高风力机叶片气动结构性能,基于风力机风轮空气动力学及叶片结构动力学原理,选取叶片所处位置及扭转变形为自由度,在研究叶片摆振、摆振方向各阶振动模态的基础上,提出风力机叶片气动弹性耦合振动变形计算模型。基于风力机整机部件构成及输出功率特征,提出风力机叶片优化设计模型,对某5 MW风力机叶片的进行形状优化设计,通过对比分析优化叶片和原始叶片的输出功率及气弹载荷特性,验证优化叶片气动及结构性能的优越性。     

基于遗传算法的风力机叶片优化

绍了遗传算法的基本知识并提出了风力机叶片优化设计模型,采用全局优化的方法,以叶片各截面年发电量最大为设计目标,叶片各截面处的弦长和扭角为优化变量,使用遗传算法进行了搜索寻优。以1.5 MW 风力机为例,利用 MATLAB 软件中已开发的优化程序设计并优化叶片,把用全局优化方法设计的叶片与 Glauert 方法所设计的叶片进行了比较,同时把所设计的叶片与已有叶片相比,结果表明其输出功率明显增加,从而说明了该方法的有效性。     

风力机叶片立体图的设计

按照叶片设计的实际过程,在涡流理论设计叶片参数的基础上,提出了一种能在计算机上立体显示叶片截面及结构的设计方法。即基于点的坐标的几何变换理论求解叶片各截面在空间实际位置的三维坐标,基于三维几何建模理论对叶片实体建模。本研究为风力机叶片及其它相似复杂形体的计算机绘图提供了依据,为叶片进一步分析奠定了基础。     

特大型直驱风力机基本设计

介绍风力发电技术的基本原理,重点介绍特大型直驱风力机主力机型的主要结构和基本设计方法.     

液压型风力发电机组风力机特性模拟

在不具备风场环境的情况下,针对液压型风力发电机组风力机特性模拟问题,在实际数据的基础上,建立了风力机输出特性数学模型,依据相似模拟的原理,采用转速控制的补偿方法对风力机特性进行了实验研究。将等效功率实验数据乘以转换系数之后的结果、仿真结果以及相关合作公司提供的850kW风力机的实际数据进行了对比。结果表明：系统能够在误差允许范围内精准模拟风力机的输出功率和输出转矩。     

基于有限元理论的某750kW塔筒-基础动力特性分析

建立750kW风力机组塔筒-基础的有限元模型,采用分块Lanczos法对模型的模态进行了分析,在得到了模型的固有频率和振型的基础上,对风轮旋转诱发塔筒的共振进行了分析。研究结果表明,风轮旋转不会引起塔筒与风轮共振。     

兆瓦级风力机传动系统的研究与分析

建立了某一兆瓦级风力发电机的数学模型,对其中的传动系统建立了刚性传动模型和柔性传动模型,并通过Simulink软件仿真对比,研究分析了2种传动系统的利弊.     

叶片振动响应的长度分形故障特征提取与诊断

为有效地从风力发电机组的振动响应中获得反映叶片响应的动态特征,将其作为叶片运行状态分析的特征量,依此达到对风力机叶片故障的检测与诊断识别.应用有限元分析方法,建立了300 W风力发电机组的动力学模型,通过计算与试验模态分析,分别获得整机组的固有频率和振型,并比较验证了试验模型的合理性.用锤击法测得叶片正常状态和偏心故障下的振动加速度响应信号,应用非线性动力系统的长度分形维数理论,计算其长度分形维数,并将其作为叶片偏心故障诊断识别的特征量.研究结果表明,该方法能有效识别风力机叶片正常状态和偏心故障状态,及其偏心位置和偏心量大小.     

1.5MW风力发电机行星齿轮机构动态特性研究

基于三维软件Pro-E,建立了1.5MW风力发电机行星轮系传动系统模型,并导入ADAMS进行刚体动力学仿真,通过接触力比较得知太阳轮易受损,通过ANSYS模态分析,得到其前十阶固有频率,为今后齿轮箱动态特性研究提供数据基础.     

750kW风力发电机齿轮箱动力学分析

某750 kW风力发电机投入运行以来,其增速齿轮箱的齿轮故障经常发生.针对750 kW风力发电机齿轮箱的齿轮传动系统故障,运用新的齿轮参数配置方案,建立了虚拟样机;在ADAMS中进行了动力学分析,找出了系统中的薄弱齿轮,并对此薄弱齿轮进行了疲劳寿命分析,计算寿命满足使用要求,证明了该方案的可行性.