大型风力机整机气动弹性响应计算

摘要：

采用笛卡尔坐标方法描述刚体运动,混合坐标系方法描述弹性体运动和变形,其中弹性变形由模态法表示.通过第一类Lagrange方程推出考虑气动弹性的刚柔混合多体系统的微分-代数方程组,其中代数方程为点和矢量的约束方程.采用Taylor预估、BDF(Backward Differential Formula)校正得到非线性方程组,继而采用Broyden算法求解,从而建立刚柔混合多体系统求解算法.对NH1500风力机进行多体动力学建模,其中机舱、轮毂简化为刚体,塔架、叶片为弹性体,在机舱与轮毂间施加驱动以模拟风力机的定速转动.结合自由涡尾迹的非定常气动力算法,实现考虑气动弹性的大型风力机整机多体动力学响应计算.分析了风剪切和弹性塔架对风力机气动弹性响应的影响,结果表明风剪切会使得叶片振动,而弹性塔架使得风力机响应增加.

关键词：气动弹性、风力机、多体系统动力学、自由涡尾迹、风剪切

所属期刊栏目：28

分类号：V211.3;TK83(基础理论及试验)

资助基金：国家973计划资助项目2014CB046200;国家自然科学基金资助项目11372135;南京航空航天大学基本科研业务费青年科研创新基金资助项目NS2013005

在线出版日期：2015-04-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：38-43