考虑偏航效应大型风力机风-雨致结构响应与稳定性能研究

• 作者: 余文林 柯世堂 叶泽华 徐海斌 陈淼 杨青
• 来源期刊: 太阳能学报
• 关键词: 风力机 计算流体动力学 结构分析 风雨耦合 偏航效应 稳定性能
• 年，卷（期）: 2020,（10）
• 页码范围: 236-245
• 页数: 10页
• 分类号: TK83
• 语种: 中文

摘要

以南京航空航天大学自主研发的5 MW水平轴风力机为研究对象,首先基于CFD技术模拟了不同偏航角(0°、5°、10°、20°、30°和45°)下风力机体系周边风场,验证风场有效性后添加离散相模型(DPM)并进行风-雨双向耦合迭代计算,然后对比研究不同偏航角对塔架和叶片表面风驱雨量、雨滴附加作用力以及等效压力系数等的影响规律.在此基础上,结合有限元方法重点对风作用和风雨共同作用下不同偏航角工况的大型风力机体系结构响应、屈曲稳定以及极限承载能力等进行定性和定量的对比分析.研究表明:偏航角的改变会显著影响风力机体系的流场特性与受力性能,风-雨荷载共同作用增大了体系结构位移以及内力响应,同时降低了风力机整体屈曲稳定和极限承载能力.上述结论可为此类风力机在极端气候和复杂工况下的荷载预测提供参考.