大型风力发电机组叶片载荷特性研究

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1、沈阳工业大学硕士学位论文大型风力发电机组叶片载荷特性研究StudyonLoadCharacteristicofLargeWindTurbineBlades祝振鸿机械工程学院作者：单位：指导教师：王世杰教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：许增金高级工程师单位：沈阳鼓风机集团单位：论文答辩日期：2015年3月1日学位授予单位：沈阳工业大学摘要风力发电机组是风能利用中最䟽要的装置，它依靠ਦ䖞将风能转ॆѪ机Ỡ能，最ਾ通过发电机转ॆѪ电能DŽ风力发电机组䘀㹼在复杂的自然⧟境中，所᢯ਇ的载荷ާ有随机性和交ਈ性，尤ަ是ਇ到风剪࠷ǃ塔影效ᓄ等因素的影响，大型风力发电机组载荷特性更Ѫ复杂

2、DŽਦ⡷是风力发电机组中最䟽要的᢯载部Ԧ，通过ሩਦ⡷载荷特性的࠶析研究，掌握ਦ⡷的载荷特性规律，有利于指导大型风电机组的结构设计和疲ࣣ࠶析，保证机组的ᆹ全可靠DŽ论文研究了风力发电机组䘀㹼的外部⧟境中风资源的特性，考虑了风剪࠷ǃ塔影效ᓄ以৺к风向ቮ流的影响因素，探䇘了湍流风й种模型构建的基础理论，确定了о⧠实中风特性相吻合的Vonkarman模型作Ѫ湍流风的仿真计算模型DŽ依据空气ࣘ力学等理论Ѫ基础，ӻ绍了用于ਦ⡷载荷计算的方法里里ਦ素ࣘ䟿理论DŽ通过࠶析ਦ⡷所᢯ਇ的载荷类型，᧘导了ਦ⡷载荷的计算公式DŽ以2MW风力发电机组Ѫ计算实例，ᓄ用风机性能和载荷计算䖟ԦGHBladed

3、，建立了整机模型，ሩ风力发电机组的稳ᘱ特性以৺稳ᘱ䘀㹼载荷䘋㹼了计算，࠶析了影响机组设计性能的各亩指标，并得出ਦ⡷ṩ部是ਦ䖞最有可能发生破ൿ的部ս之结论DŽṩ据GL2010规定的载荷设计ᐕߥ，模拟了风力发电机䘀㹼的多种䘀㹼状ᘱ，通过࣐载й维湍流风䙏模型，计算了ਦ⡷ਦṩ处的ࣘᘱ载荷DŽ依据载荷的仿真计算结果，ሩ数据䘋㹼了周期性࠶䟿࠶析ǃ谱࠶析ǃ各种ᐕߥл的极限载荷计算等ਾ处理࠶析，得到了ਦ⡷ਦṩ处载荷的相ޣਈॆ曲线，Ѫਾ续的强度校Ṩ以৺频域࠶析等提供了参考DŽ关键词：风力发电机，ਦ素ࣘ䟿理论，GHBladed，载荷计算IAbstractWindturbineisthemost

4、importantwindenergydevice,convertingwindenergyintomechanicalenergythroughrotor,andintoelectricitythroughageneratorfinally.Itworksincomplexenvironment,undertakingrandomandalteratingload,andisespeciallyaffectedbythewindshear,towershadowandotherfactors,makingtheloadcharacteristicsofwindtur

5、binesmorecomplicated.Thebladesaremainloadbearingparts.Asaresult,theresearchofbladesloadcharacteristicscanprovideimportantconferencefortructuraldesignandfatigueanalysisoflarge-scalewindturbines.Thewindcharacteristicsinexternaloperationenvironmentofwindturbineswasstudied,consideringwindsh

6、ear,towershadowandupwindturbinewake.ThetheoreticalbasisofthreeturbulencemodelswasdiscussedandVonkarmanmodelinaccordancewithrealwindfeaturewasadoptedassimulationmodel.Basedonaerodynamicstheory,thecalculationmethodofbladesload,i.e.,bladeelementandmomentumtheory,wasintroduced.Throughtheana

7、lysisofbladesloadtype,theformulawasdeduced.Themodelof2MWwindturbinewasestablished,andthesteadycharateristicsandsteadyoperationloadwerecalculated.ThefactorsthataffectdesignperformanceofwindtuebinewasanalysisedwiththehelpofGHBladedsoftware,fromtheresultofwhichitcanbeconcludedthat