复合材料风电叶片流固耦合数值模拟

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1、分类号——UDC密级学校代码武鹾理歹大署学位论文10497英文ModelingofCompositeWindTurbineBlade题目垫鱼№鱼韭渔盟逝研究生姓名吐堡指导教师姓名张尘垂申请学位级别亟±430070论文提交日期2Q!三生垒旦论文答辩日期2Q!三生§旦学位授予单位盍墨墨三盘堂El期答辩委员会主席篷夏杯评阅人兰厘§鱼鳌l2013年4月独创性声明㈣㈣㈣㈣㈣删Y2364289本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教

2、育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生(签名)：虹主亟日期关于论文使用授权的说明本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生(签名)：——啦导

3、师(签名)：—刮L丛正—一日期立蛐武汉理工大学硕士论文摘要本文在江苏省科技成果转化专项资金项目一3．OMW到5．OMW风力发电机组风轮叶片研发及产业化(ba2011097)的支持下，利用有限元分析软件和计算流体动力学软件对1．5Mw级大型风力发电叶片的流固耦合仿真进行了可行性研究。论文首先总结了风电叶片的动量理论和风电叶片主要的气动参数，并对文章所研究的风轮叶片的尖速比、风能利用效率进行了计算，为后文奠定了理论基础。在ANSYSWORKBENCH环境下建立风电叶片几何全模型的新方法，在几何模型的基础上进行网格划分、荷载施加，并进行了结构静荷载分析、模态分析、线性屈曲分析。查阅了

4、国内国外的风轮叶片标准，对应力安全系数做了总结，以此对计算结果作出评价。为后文结构铺层改进提供依据。在计算流体力学的理论基础上，采用计算流体力学软件计算分析了叶片周围流场分布，研究了叶片与流场的单向耦合、双向耦合作用。研究了结构与流动空气的相互影响机制，利用有限体积法对叶片全模型在风场中受到的气动荷载的影响进行了模拟分析。同时，分析了叶片的变形对于周围流场的影响，得到了叶片的整体应力、应变以及周围流场的分布规律，并对结构铺层做了改进。论文所做的工作，目的是寻找一种研究风电叶片结构与流动空气相互影响的新方法，为后期的风电叶片结构设计与气动设计研究等提供相关的参考数据。使得叶片结构

5、较高的强度、刚度储备又不造成材料浪费。模拟关键词：风力机叶片，计算流体力学，流固双向耦合，空气动力学，数值武汉理工大学硕士论文Abstractmsthesismainlymakesaresearchonthefeasibilityanalysisofimportantloadssimulationandmodelillgof1．5MWbigscalewindturbinebladeadoPtedthecomputermodel啦andsimulations．Becauseofthecomplicationofthegeome仇cshapea11dbo眦daryofwindtur

6、bineblade，thefiniteelementmethod1susedtosolVethisproblem．．Togeneratethethreedimensionalbladegeometricmodelwiththe廿l∞edimeIlsionalmechaIlicaldrawingsoftwareandthefoundationislaidforthesubsequentemulationalanalysis．ThebladefiniteelementmodelisestablishedwimANSYSfiIliteelementcomputationalanaly

7、sissoftware．Studyingtheaerodynamlcforce10adedonmes埘ebladeinthewindfieldwiththealgorithmoffiniteVol唧eaIldmen啪eilealsimulationmethodbasedonthecomputationalflulddynamlcsunderANSYSWORKBENCHenvironment．Andadoptingthefluid—s仃uc眦interactionmethod，importin