国家自然科学基金(50706023)
- 作品数：8 被引量：169H指数：7
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- 相关领域：动力工程及工程热物理更多>>
- 风力机翼型气动噪声优化设计研究被引量：34
- 2011年
- 为获得高升阻比、低噪声水平的风力机翼型,将气动噪声引入到风力机专用翼型的设计中。为评价翼型气动噪声水平,对翼型自身噪声进行讨论和研究,应用NASA基于大量试验而得到的翼型自身噪声模型进行建模。采用型函数扰动法对翼型廓线进行表示,以翼型自身噪声水平作为优化目标,将气动特性作为性能约束,建立翼型的优化设计模型。设计过程中,采用XFOIL获取翼型边界层参数,及对翼型的气动性能进行评价。将流场求解程序和直接优化方法相结合,采用复合形法进行搜索寻优,用Matlab编制优化程序。以NACA 4415作为原始翼型进行优化设计,得到一种具有高气动性能、低噪声水平的风力机专用翼型。
- 刘雄罗文博陈严叶枝全周鹏展
- 关键词：翼型气动性能优化设计
- 风力机翼型非定常气动力分析(英文)被引量：1
- 2010年
- 基于状态空间描述的Beddoes-Leishman动态失速模型,对风力机翼型进行非定常气动力分析.考虑到风力机翼型工作时的实际情况,在模型中忽略了可压缩性效应和起始于翼型前缘的流动分离.模型考虑了气流的近尾流效应和在失速区域的后缘分离效应.模型用4个气动状态来描述非定常气动力系数动力学,其中两个用于描述近尾流效应中的时间迟滞,另两个用于描述后缘分离效应.采用模型对做简谐变桨运动的FFA-W3-241风力机专用翼型进行了非定常气动力分析.数值计算结果与实验值吻合良好,说明模型能较好地描述风力机翼型的非定常气动特性.将动态失速数值计算模块与已有的风力机气动与结构分析软件集成,利用软件对一台1.5MW变速变桨距风力机的发电工况进行了仿真.仿真结果表明,翼型的非定常气动特性对动态载荷计算结果影响很大,因此在风力机的设计过程中应该予以充分考虑.
- 刘雄张宪民李德源陈严叶枝全
- 关键词：风力机翼型非定常空气动力学动态失速
- 动态尾流模型在水平轴风力机气动性能计算中的应用被引量：11
- 2008年
- 根据势流理论导出风力机动态入流对速度诱导因子及推力系数的影响,建立了动态尾流气动模型。改进了风力机动态过程分析中传统的准稳态平衡尾流近似模型,从而较真实地反映尾流动态滞后和动态诱导速度场,更适用于风力机动态气动分析。应用该动态气动模型开发了风力机动态气动性能计算程序,对一台1.3MW失速调节型风力机进行了气动性能计算。通过比较动态尾流模型和平衡尾流模型处理阶跃风和阵风等动态过程的计算结果,分析了动态气动模型及其数值方法的正确性和实用意义。
- 陈严刘雄刘吉辉叶枝全
- 关键词：风力机
- 水平轴风力机结构动力响应分析被引量：21
- 2009年
- 考虑水平轴风力机叶片和塔架的结构柔性,基于模态分析方法,建立了风力机叶片和塔架的耦合动力学模型来模拟整个系统的动态行为。应用线性加速方法,实现了结构动力响应的数值解法。利用分析模型对一台1.25MW风力机在稳态风作用下的结构动力响应进行了计算,计算结果显示所建立的模型能正确反映外部激励对结构变形及载荷的影响。此外,从计算结果可看出大型风力机的柔性结构在工作过程中变形很大;在进行载荷计算时考虑前二阶模态可得到较合理的计算结果。
- 刘雄张宪民陈严叶枝全
- 关键词：风力机结构动力响应模态分析
- 基于动态入流理论的水平轴风力机动态气动载荷计算模型被引量：14
- 2009年
- 针对叶素—动量理论的不足,考虑风力机运行环境动态变化时诱导速度场的滞后效应,利用加速势流方法,导出了附加质量的表达式,并以此建立新的风轮轴向受力表达式,与叶素—动量理论结合,得到了考虑动态入流效应的动态气动载荷分析模型。利用分析模型对一台1.25MW风力机在风速快速变化和快速变桨距时的载荷进行了仿真,结果表明,模型能够较好地反映诱导速度场的渐变过程、载荷的快速过冲现象以及之后逐渐回归稳态值的过程。
- 刘雄张宪民陈严叶枝全
- 关键词：风力机气动载荷
- 水平轴风力机筒型塔架动态响应分析被引量：24
- 2010年
- 为获得水平轴风力机塔架在时变载荷作用下的动态响应,将塔架简化成悬臂梁,利用二结点梁单元进行离散化建模,分析了塔架弯曲振动固有动力特性。在建立塔架结构动力学运动方程、计算塔架所受时变载荷的基础上,运用线性加速度法和模态叠加原理对风力机塔架的动态响应进行计算,编制了相应的计算机程序。以某1.0MW风力机塔架为例,获得了风力机在湍流风运行条件下塔架在仿真时间内的位移、速度和加速度,并与"GHBladed"软件的计算结果进行了比较,表明计算模型是可行的。
- 刘雄李钢强陈严叶枝全田鹏
- 关键词：风力机塔架模态分析
- 水平轴风力机叶片动态响应分析被引量：51
- 2010年
- 为了获得水平轴风力机叶片在时变载荷作用下的动态响应,把叶片简化成悬臂梁,利用二结点梁单元进行离散化建模,并考虑由于叶片旋转所产生的离心刚化作用和气动阻尼作用,分析叶片弯曲振动的固有动力特性。在建立叶片结构动力学运动方程、计算叶片所受时变载荷的基础上,运用Newmark法和模态叠加原理对风力机叶片的动态响应进行计算,编制相应的有限元计算程序。以某1.0MW风力机为例,仿真其在湍流风场作用下的发电工况,获得其叶片的结构动力响应。仿真结果表明,大型水平轴风力机叶片在工作过程中承受较大的振动和变形,离心刚化和气动阻尼作用都对其结构动力响应有着较大影响。
- 刘雄李钢强陈严叶枝全
- 关键词：风力机叶片气动阻尼
- 基于BEDDOES-LEISHMAN动态失速模型的水平轴风力机动态气动载荷计算方法被引量：25
- 2008年
- 从对附着流和分离流的建模两方面阐述了 Beddoes-Leishman 动态失速模型。基于 Beddoes-Leishman 模型开发了动态失速数值计算程序,并将其集成到了现有的风力机气动载荷分析软件中。利用所开发的程序,计算了NACA 63-418翼型的动态失速特性,分析了平均攻角、衰减频率和马赫数的变化对动态失速特性的影响。仿真了一台1.5MW 变速恒频风电机组的发电工况,结果表明,动态失速对风力机的动态气动载荷有极大影响,在进行动态载荷仿真时必须予以充分考虑。
- 刘雄张宪民陈严叶枝全
- 关键词：风力机动态失速
