风力机叶片耦合振动力学模拟及实验研究

工程热物理学报 , 2013, 34(1): 67-70.

风力机叶片耦合振动力学模拟及实验研究

王建礼 ^1, , 石可重 ^2, , 廖猜猜 ^3, , 徐建中 ^4,

1.中国科学院研究生院,北京100190;中国科学院工程热物理研究所,北京100190

2.中国科学院工程热物理研究所,北京100190

3.中国科学院研究生院,北京100190;中国科学院工程热物理研究所,北京100190

4.中国科学院工程热物理研究所,北京100190

基金项目: 国家自然科学基金重点项目(50836006) 国家能源应用技术研究及工程示范项目(NY2011060101)

关键词：风电叶片 , 耦合振动 , 混合有限元模型 , 全尺寸实验

Study on Coupled Vibration Simulation and Experiment of Wind Turbine Blade

WANG Jian-Li ^1, , SHI Ke-Zhong ^2, , LIAO Cai-Cai ^3, , XU Jian-Zhong ^4,

1.中国科学院研究生院,北京100190;中国科学院工程热物理研究所,北京100190

2.中国科学院工程热物理研究所,北京100190

3.中国科学院研究生院,北京100190;中国科学院工程热物理研究所,北京100190

4.中国科学院工程热物理研究所,北京100190

Keywords： wind turbine blade , coupled vibration , mixed FEM model , full scale experiment

大型化、柔性化发展趋势使叶片均设计为弯扭外形.本文根据这一特点,基于一种新的有限元形函数,推导出叶片的耦合动力学混合有限元模型,编写计算程序.以某商用1.5 MW叶片为实例,求解其自由振动力学结果,并与实验对比,验证了本文方法的精确性.同时,利用华翼风电叶片有限公司的试验台,对此叶片进行了全尺寸耦合振动实验研究.

参考文献

[1]	Flemming Rasmussen;Morten Hartvig Hansen;Kenneth Thomsen;Torben Juul Larsen;Franck Bertagnolio;Jeppe Johansen;Helge Aagaard Madsen;Christian Bak;Anders Melchior Hansen .Present Status of Aeroelasticity of Wind Turbines[J].Wind energy,2003(3):213-228.
[2]	王建礼,赵晓路,廖猜猜,石可重,徐建中.风力机叶片固有频率优化设计研究[J].工程热物理学报,2010(11):1843-1846.
[3]	Alejandro D. Otero;Fernando L. Ponta .Structural Analysis of Wind-Turbine Blades by a Generalized Timoshenko Beam Model[J].Journal of Solar Energy Engineering,2010(1):011015-1-011015-8.
[4]	Don W. Lobitz .Aeroelastic Stability Predictions for a MW-sized Blade[J].Wind energy,2004(3):211-224.
[5]	谈梅兰,王鑫伟.一种有效的分析任意空间形状曲杆单元的位移函数[J].工程力学,2004(03):134-137,117.

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