考虑不确定性的风力机翼型颤振边界研究

随着风力机叶片长度不断增加，其柔性增加，气弹稳定性下降。准确判别叶片气弹稳定性边界对叶片设计具有重要意义。然而，风力机现实工作环境存在不确定性的随机影响因素，使得叶片气弹稳定性边界不是确定值。基于OpenFOAM求解器，对FFA-W3-241翼型的动态失速过程进行了数值模拟，通过能量法找寻翼型俯仰与沉浮耦合运动下的颤振边界；采用基于稀疏网格法的多项式混沌方法对耦合运动进行了不确定性量化分析。结果表明，在轻度失速工况下翼型颤振边界不明确，考虑不确定因素为俯仰平均攻角、俯仰攻角振幅、俯仰折合频率、沉浮距离振幅、沉浮折合频率后，翼型发生颤振的概率为49.48%。此外，颤振发生对俯仰折合频率的敏感度最高，其次是沉浮折合频率，而沉浮距离振幅、攻角振幅对颤振的影响较小。