海上浮式風(fēng)機(jī)葉片氣動(dòng)載荷計(jì)算及有限元分析.pdf

1、海上浮式風(fēng)機(jī)(FOWT)是近期內(nèi)最具開(kāi)發(fā)潛力的新型風(fēng)電技術(shù)。從發(fā)電量和成本角度考慮，F(xiàn)OWT通常設(shè)計(jì)為5MW-20MW的大型風(fēng)力機(jī)，這意味著更長(zhǎng)的葉片和更大的運(yùn)行風(fēng)載。海上環(huán)境載荷相比于陸上更為復(fù)雜，F(xiàn)OWT通常存在大幅度的漂浮運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)與流場(chǎng)間相互耦合將會(huì)對(duì)其氣動(dòng)載荷產(chǎn)生不可忽略的影響。本文以NREL5MW風(fēng)力機(jī)葉片模型為研究對(duì)象，針對(duì)葉片氣動(dòng)載荷的計(jì)算及其相應(yīng)的變形情況進(jìn)行了以下方面的研究：
　　(1)基于葉素-動(dòng)量理論和三

2、維旋轉(zhuǎn)效應(yīng)、普朗特以及葛勞渥特三種修正方法，建立了風(fēng)力機(jī)葉片的氣動(dòng)載荷計(jì)算模型，通過(guò)編程計(jì)算獲得了葉輪推力、轉(zhuǎn)矩和風(fēng)力機(jī)功率。實(shí)際運(yùn)行中浮式平臺(tái)存在較大的六自由度運(yùn)動(dòng)，葉片不同徑向位置處的相對(duì)入流風(fēng)速將發(fā)生改變，將浮式平臺(tái)運(yùn)動(dòng)計(jì)入葉片氣動(dòng)載荷計(jì)算模型，研究了不同運(yùn)動(dòng)形式下風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能的變化規(guī)律，結(jié)果表明縱搖運(yùn)動(dòng)對(duì)其氣動(dòng)性能影響最大，并為葉片結(jié)構(gòu)有限元分析提供了氣動(dòng)載荷。
　　(2) NREL5MW風(fēng)機(jī)葉片分段采用不同系列翼型以使