气流变化对柔性叶片颤振边界影响评估

作     者：刘慧源 韩巧丽 田德 冯晓梅 郭志勇 张明慧 LIU Huiyuan;HAN Qiaoli;TIAN De;FENG Xiaomei;GUO Zhiyong;ZHANG Minghui

作者机构：内蒙古农业大学机电工程学院 内蒙古农业大学能源与交通工程学院 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 

出 版 物：《内蒙古农业大学学报(自然科学版)》 (Journal of Inner Mongolia Agricultural University(Natural Science Edition))

年 卷 期：2024年第45卷第1期

页      面：42-47页

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：内蒙古自治区自然科学基金项目(2022MS05050) 

主　　题：风电机组 叶片 颤振 FAST 

摘      要：风力发电机组的叶片在接近颤振临界条件的复杂环境下运行时，可能会发生颤振并伴随着叶片的损坏。准确分析气动条件对颤振边界的影响，在大型风力发电机组的设计中起着至关重要的作用。本文研究对象为NREL 5 MW海上风电机组的柔性叶片，采用Beddoes-Leishman (B-L)模型与几何精确梁模型相结合的方法，对在不同气流条件下的柔性叶片进行模拟，研究风速和风向角对颤振边界的影响。研究结果表明，柔性叶片在21.5 r/min的转速下会出现不稳定现象，伴随着弯曲和扭转的耦合。风速加速度线性增长导致颤振临界速度逐渐增加，最终在24 r/min左右稳定。风向角的影响范围是围绕风轮旋转平面法线对称的140°扇形区域，随着风向角的增大，颤振临界速度呈现先增加后减小的趋势，风向角60°时颤振临界速度最大可达到24.9 r/min。