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风波联合作用下的风力机塔架疲劳特性分析

太阳能学报 2009年第10期30卷 1430-1436页

作者：刘胜祥李德源黄小华广东工业大学建设学院广州510006 广东工业大学机电工程学院广州510006 广东工业大学实验教学部广州510006

研究了海上风力机圆筒型塔架在随机风载荷和波浪载荷作用下的动力响应数值分析方法;建立了基于Palmgren Miner线性累积损伤法则的混泥土塔架安全寿命估计方法。应用线性波理论仿真非规则的海浪,分析作用在圆筒型塔架上的波浪载荷。通过... 详细信息

研究了海上风力机圆筒型塔架在随机风载荷和波浪载荷作用下的动力响应数值分析方法;建立了基于Palmgren Miner线性累积损伤法则的混泥土塔架安全寿命估计方法。应用线性波理论仿真非规则的海浪,分析作用在圆筒型塔架上的波浪载荷。通过坐标变换,将二维线性波理论扩展为三维线性波理论,建立了波浪力的分析计算模型;用有限元数值分析方法,求解了塔架在风波联合作用下的位移、速度、加速度以及应力响应等;用雨流计数法统计循环参量,将工作循环应力水平等寿命转换成对称循环下疲劳载荷谱,分析了变幅载荷谱下塔架的疲劳损伤及疲劳寿命。算例表明:该文的工作为海上风力机系统气动弹性分析、风力机塔架振动分析和疲劳寿命分析等提供了实用的分析方法。

关键词：海上风力机塔架风波载荷疲劳寿命

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风力机旋转叶片的多体动力学数值分析

太阳能学报 2005年第4期26卷 473-481页

作者：李德源叶枝全陈严汕头大学能源所汕头515063

在现代柔性多体系统动力学理论的框架上,研究了风力机叶片的空间旋转运动与其弹性变形间的耦合关系;对旋转叶片进行有限元离散,采用凯恩(Kane)方法,建立了一般形式的大型风力机叶片柔性多体动力学方程;结合大型叶片几何构形特点,导出... 详细信息

在现代柔性多体系统动力学理论的框架上,研究了风力机叶片的空间旋转运动与其弹性变形间的耦合关系;对旋转叶片进行有限元离散,采用凯恩(Kane)方法,建立了一般形式的大型风力机叶片柔性多体动力学方程;结合大型叶片几何构形特点,导出了旋转叶片的空间梁单元动力矩阵的显式形式;以1．5MW风力机叶片为例,计算了该叶片的固有频率并与常规有限元数值分析结果进行了比较,体现了旋转叶片的动力刚化效应, 更准确地反映了叶片的动力学特性。

关键词：旋转叶片多体动力学 Kane方程固有频率动力刚化

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风力机柔性叶片的混合多体模型研究

太阳能学报 2010年第8期31卷 1011-1017页

作者：周传捷李德源赵世林广东工业大学建设学院广州510006 广东工业大学机电学院广州510006

研究运用混合多体动力学方法建立风力机柔性叶片的动力学模型。应用超级单元(superelement)的建模方法,将柔性叶片离散为由带有力元弹簧和阻尼器的万向节连接的有限个刚体;基于多刚体动力学中的R-W(Roberson-Wittenburg)方法,通过约旦... 详细信息

研究运用混合多体动力学方法建立风力机柔性叶片的动力学模型。应用超级单元(superelement)的建模方法,将柔性叶片离散为由带有力元弹簧和阻尼器的万向节连接的有限个刚体;基于多刚体动力学中的R-W(Roberson-Wittenburg)方法,通过约旦变分原理,导出了叶片多体系统的动力学代数-微分方程;运用***的求解器求解微分方程。计算了一个1.5MW风力机叶片的动力特性,研究了超级单元的数量对计算结果的影响,将算例结果与有限元分析结果进行了比较。算例分析表明,混合多体动力学建模方法能较好地分析和描述柔性叶片弹性变形对其运动特性的影响,为风力机气动弹性稳定性分析和控制系统设计提供了实用的分析方法。

关键词：风力机柔性叶片超级单元多刚体系统 MSC.ADAMS 模态分析

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风力机塔架在偏心载荷作用下的屈曲分析

太阳能学报 2010年第7期31卷 901-906页

作者：赵世林李德源黄小华广东工业大学建设学院广州510006 广东工业大学机电工程学院广州510006 广东工业大学实验教学部广州510006

以底部开门洞的大型风力机塔架为研究对象,研究了塔架在风轮、机舱荷载和塔架自身重力作用下引起的塔架屈曲问题的工程算法和有限元数值分析方法。对一个1.5MW风力机塔架在这类偏心荷载作用下的塔架屈曲值和屈曲模态进行了计算。计算结... 详细信息

以底部开门洞的大型风力机塔架为研究对象,研究了塔架在风轮、机舱荷载和塔架自身重力作用下引起的塔架屈曲问题的工程算法和有限元数值分析方法。对一个1.5MW风力机塔架在这类偏心荷载作用下的塔架屈曲值和屈曲模态进行了计算。计算结果表明:门洞的存在对薄壁筒体塔架的屈曲临界载荷有较大影响;相关标准提出的工程算法存在一定的局限性,需要结合有限元数值分析方法进行分析。在进行风力机塔架的设计时,该文计算结果具有一定的参考作用。

关键词：风力机塔架屈曲偏心载荷门框

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文学名著故事

丛书名：文学名著精选系列

1994年

作者：李德源编

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文学名著故事选

1997年

作者：李德源

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大型风力机筒式塔架涡致振动的数值分析

太阳能学报 2008年第11期29卷 1432-1437页

作者：李德源刘胜祥黄小华广东工业大学机电工程学院广州510006 广东工业大学建设学院广州510006 广东工业大学实验教学部广州510006

应用有限元数值分析方法分析了1.5MW 变速变桨距风电机组圆筒型塔架在非定常气动力作用下的动力学响应。数值计算了塔架的动力特性,考察了风轮及机舱重量对塔架固有频率的影响;研究了作用在圆筒型塔架上的气动力特别是非定常气动力与雷... 详细信息

应用有限元数值分析方法分析了1.5MW 变速变桨距风电机组圆筒型塔架在非定常气动力作用下的动力学响应。数值计算了塔架的动力特性,考察了风轮及机舱重量对塔架固有频率的影响;研究了作用在圆筒型塔架上的气动力特别是非定常气动力与雷诺数的关系;根据作用在塔架上的气动力,计算了塔顶处横向和顺风向在过临界和超临界条件下的动态位移。计算结果表明:非定常气动力是引起塔架振动的重要原因,研究塔架的动态问题比静态问题更重要。该文的工作也为风力机塔架振动分析和疲劳寿命分析等提供了实用的分析方法。

关键词：塔架非定常气动力动力特性动力响应

风力机旋转叶片动力学方程的Neumann级数解法

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太阳能学报 2007年第3期28卷 280-285页

作者：李德源叶枝全黄小华广东工业大学建设学院广州510006 汕头大学能源所汕头515063 广东工业大学实验教学部广州510006

运用现代柔性多体动力学方法,研究了水平轴风力机柔性叶片空间旋转运动与其弹性变形间的相互耦合关系及其所导致的动力学效应;导出了旋转叶片的有限元动力学方程及其数值求解方法;对大型风力机叶片在机械和气动载荷作用下的弯曲变形进... 详细信息

运用现代柔性多体动力学方法,研究了水平轴风力机柔性叶片空间旋转运动与其弹性变形间的相互耦合关系及其所导致的动力学效应;导出了旋转叶片的有限元动力学方程及其数值求解方法;对大型风力机叶片在机械和气动载荷作用下的弯曲变形进行了动态模拟。由于该有限元动力学方程为时变方程,文中应用Neumann级数和Newmark直接积分方法求解动力方程,编制了相应的计算机程序;以1.5MW风力机叶片为例,计算了风力机在启动、刹车和正常运转时的叶片弯曲挠度响应,并与常规有限元数值分析结果进行了比较。结果表明,该方法能有效地求解该类时变方程并准确地反映旋转叶片的动力学特性和动力学响应,本文工作为进一步进行叶片强度和气动弹性稳定性分析打下了基础。

关键词：旋转叶片多体动力学动力响应 Neumann级数

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水平轴风力机叶片非定常气动特性分析

沈阳工业大学学报 2011年第1期33卷 36-40,61页

作者：李德源方军吕文阁骆少明广东工业大学机电工程学院广州510006 广东工业大学土木与交通工程学院广州510006

针对水平轴风力机叶片的非定常气动特性,采用状态空间描述的、改进的B-L动态失速模型进行风力机翼型非定常气动力分析.模型采用不可压缩假设并忽略了前缘流动分离所产生的非定常效应,考虑气流的近尾流效应和在失速区域的后缘分离效应以... 详细信息

针对水平轴风力机叶片的非定常气动特性,采用状态空间描述的、改进的B-L动态失速模型进行风力机翼型非定常气动力分析.模型采用不可压缩假设并忽略了前缘流动分离所产生的非定常效应,考虑气流的近尾流效应和在失速区域的后缘分离效应以揭示翼型在任意运动中的非定常气动力.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2个用于描述近尾流效应中的时间迟滞,另2个用于描述后缘分离效应,得到了风力机翼型非定常气动升力、阻力和力矩状态变量表达式及计算流程.通过对NACA0012风力机翼型的非定常气动力分析表明,模型能较好地描述风力机翼型的动态特性.

关键词：风力机叶片翼型非定常气动力动态失速状态空间后缘分离 B-L模型