水平轴风电机组叶片摆振与挥舞机理建模
来源：机械工程学报杂志2024年第3期北京时间：
作者：王思清, 滕伟, 王罗, 刘宇, 彭迪康, 马志勇, 柳亦兵
单位：1. 华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室 北京 102206;2. 中国长江三峡集团有限公司 北京 100038;3. 中国绿发投资集团有限公司 北京 100020
摘要：水平轴风电机组叶片振动机理建模是研究叶片振动规律及进行故障诊断的基础。基于多坐标变换,考虑塔影效应、几何非线性和桨距角变化等因素的影响,建立结构动力学与空气动力学耦合的水平轴风电机组叶片摆振、挥舞振动机理模型。以某 2 MW 风电机组柔性叶片以及某场站 3 MW 风电机组叶片为对象,构建了多体动力学模型,分别与 GH Bladed 软件计算结果和机组实测数据相比,具有较高的吻合度。基于此模型,研究了稳态工况下,塔影效应、几何非线性以及桨距角变化对叶片运行参数和振动的影响。结果表明,叶片轴向推力和转矩在塔影区有明显下降,同时挥舞方向振动在塔影区存在显著波动。叶片的侧向弯曲刚度随着方位角的变化呈谐波式变化,转速影响叶片侧向弯曲刚度大小。当风速过大时,叶片通过桨距角变化可以有效抑制振动。
关键词：空气动力学,结构动力学,塔影效应,几何非线性,摆振与挥舞；
基金资助：国家自然科学基金资助项目(51775186)。
