基于非线性气弹耦合模型的风力机柔性叶片随机响应分析

摘要：

为准确模拟柔性叶片在紊流风速下的气弹响应，研究叶片振动对气动载荷与气弹响应的反馈，构建包含多体系统动力学模型与气动模型的柔性叶片非线性气动弹性力学模型。在将细长柔性叶片离散为多刚体系统基础上，运用计算多体系统动力学理论和 Roberson-Wittenburg 的建模方法，结合叶素动量理论，采用 Kaimal 模型模拟脉动风速，建立风力机柔性叶片的气弹耦合方程。算例以美国可再生能源实验室（NREL）研制的5 MW 近海风力机为研究对象，分析叶片的振动和叶根的挥舞与摆振力矩，研究柔性叶片振动对气动载荷影响。结果表明，叶片达到一定长度后，模拟风力机气弹响应问题时，其振动影响不可忽略。

关键词：风力机、气弹响应、气弹耦合、振动

分类号：TK83(风能、风力机械)

资助基金：国家自然科学基金51276043；教育部高等学校博士点科研基金项目20124402110005；教育部科学技术研究重点项目212130

在线出版日期：2015-06-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：20-27