基于流固耦合的风力机叶片结构稳定性分析

来源：水资源与水工程学报杂志2016年第4期北京时间：

作者：陈文朴，李春，叶舟，缪维跑

单位：上海理工大学a.能源与动力工程学院,b.上海市动力工程多相流动与传热重点实验室

摘要：针对叶片在气动载荷下出现局部屈曲现象，建立了大型复合材料风力机叶片有限元壳体模型，主要研究了叶片结构在流场作用下的稳定性。基于流固耦合方法，借助CFD软件计算得到叶片表面的分布压力，将计算结果导入到叶片结构计算的有限元壳体模型，以此为载荷对叶片进行了屈曲分析。以1.5MW复合材料风力机叶片为例的计算结果表明：复合材料抗压性能较抗拉性能弱，叶片背风面受到压缩载荷，局部屈曲主要出现在叶片背风面，叶根向叶中发展的后缘区位于几何突变区，结构设计较为薄弱，需增加该区域铺层材料的厚度。

关键词：风力机； 叶片； 流固耦合； 屈曲分析,结构稳定性

基金资助：国家自然科学基金项目（51176129、51676131）； 上海市教育委员会科研创新（重点）项目（13ZZ120、13YZ066）； 教育部高等学校博士学科点专项科研基金（博导类）（20123120110008）