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风力机叶片挥舞-摆振气弹稳定性分析
  • ISSN号:1006-1355
  • 期刊名称:《噪声与振动控制》
  • 时间:0
  • 分类:O317[理学—一般力学与力学基础;理学—力学] O322[理学—一般力学与力学基础;理学—力学]
  • 作者机构:[1]安徽理工大学理学院力学系,安徽淮南232001, [2]西南交通大学力学与工程学院,成都610031, [3]重庆理工大学车辆工程学院,重庆400054
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(11072204,11372257);中央高校专项基金(SWJTU11ZT15);2013年四川省青年科技创新团队项目;上海市力学在能源工程中的应用重点实验室资助项目;教育部留学回国人员科研启动基金项目(2012-42);安徽省自然科学基金项目(1308085MA13)
中文摘要:

根据Euler-Bernoulli 梁理论和粘弹性材料的Kelvin-Voigt 理论建立风力机叶片挥舞-摆振耦合非线性动力学方程.将位移视为静态位移和动态位移的叠加,进而将非线性动力学方程线性化为动态位移的线性方程,得到叶片耦合振动特征方程.使用基于加权残值的Galerkin 方法求解特征方程,分析叶片气弹稳定性,讨论风速、安装角、耦合效应和材料阻尼对叶片颤振稳定性和非线性自激振动行为的影响.结果表明:摆振方向易出现不稳定振动,通过设置安装角,利用挥舞-摆振耦合可以控制不稳定振动,但当安装角太大时,挥舞-摆振耦合会引起不稳定振动.

英文摘要:

The nonlinear partial differential equations which govern the coupled flap-lead/lag vibration of wind turbine blades were established based on the Euler-Bernoulli beam theory and the Kelvin-Voigt theory for cohesive elastic composite materials. By decomposing blade displacement into static displacement and dynamic displacement, the nonlinear governing equations were linearized to the linear equations for the dynamic displacement. And then, the characteristic equation of the coupled vibration was obtained. The Galerkin method based on the method of weighted residuals was employed to solve the characteristic equation and analyze the aeroelastic stability of the blades. The influence of wind speed, installation angle, coupling effect and material damping on the aeroelastic stability and nonlinear self-excited oscillation of the blades was discussed. Results show that the coupling effect between flap and lead-lag may be employed to improve the aeroelastic stability of the blades, but very strong coupling effect between them due to the large installation angle may bring about vibration instability.

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期刊信息
  • 《噪声与振动控制》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国声学学会
  • 主编:严济宽
  • 地址:上海华山路1954号交通大学
  • 邮编:200030
  • 邮箱:NVC@sjtu.edu.cn
  • 电话:021-62932221
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-1355
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1346/TB
  • 邮发代号:4-672
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版)
  • 被引量:8372