风力机叶片顺风向风致振动研究  

Research on Blade Wind-Induced Vibration in Wind Direction

作　　者：金志昊[1] 范宣华[1] 苏先樾[1] 陈璞[1] 

机构地区：[1]北京大学力学与空天技术系暨湍流与复杂系统国家重点实验室,北京100871

出　　处：《南京航空航天大学学报》2011年第5期677-681,共5页Journal of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics

基　　金：国家重点基础研究发展计划("九七三"计划)(2007CB714603)资助项目

摘　　要：借鉴桥梁和高楼建筑上已经广泛应用的风工程方法,在考虑脉动风的随机性的条件下,从频域和时域两个角度讨论了风力机叶片极限位移的计算方法。文中采用了Shinozuka提出的谐波叠加法从脉动风功率谱得到一组脉动风的时程样本。风力机的叶片被简化为变截面梁来考虑。将选定的脉动风功率谱以及相应的里程样本作用在叶片上,运用频域和时域两套方法对叶片进行了计算和分析,得到叶片的顺风向振动的平均位移和极限位移结果。结果表明,频域和时域两套方法得到的结果基本一致。将所提出的方法用于工程应用中,分析了暴风停机状态下的叶片极限位移最不利情况。最后指出本文的方法是一般性的,可用于风力机叶片与塔架的耦合分析。Referring to the method for the wind load problems in high-rise and bridge building,the computational method for the limit placement of wind turbine blade is discussed from both time domain and frequency domain.The harmonic superposition method proposed by Shinozuka is chosen to generate the fluctuating time-history wind samples.A blade is simplified to a variable cross-section beam.Both frequency domain method and time domain method are used to calculate the mean displacements and extreme displacements of blade in wind direction vibration.The strategy is applied to engineering to analyze the blade extreme displacement in storm.The results show that the proposed strategy for calculating the blade displacement is feasible.The proposed approach is of generality and can be employed to analyze other extreme displacement of wind turbines.

关 键 词：风致振动 随机振动 谐波叠加法 风力机叶片 

分 类 号：O324[理学—一般力学与力学基础] O327[理学—力学]