而y=(△e、.h0 2、qi、SKi]’,广义力 Q来源于气动力,重力和离心力,并由下列表 达式得到;
Q={Q。+一Q。)6u。/6ydr
式中Q。和Q。分别为气动力和重力,以局 部坐标Ss表示,U’是桨叶上一点的变形矢量。
结 果
上述描绘的理论模型已程序化了,并用于一些可用风轮的稳定分析,其中获得使用证书的风轮是安装在荷兰FOKKER的PIonEElR I风轮。该风轮旋翼高度为15m,直径为14.92 m,桨叶形状为tropos kien而弦长为O.75m的垂直轴风轮,转速变化在低风速时为25r/min,在风速1Gm/s时为50r/min,在风速18m/s,。输出45kW。本文以PIonEER I风轮作为铡算,证实了方法的可用性。
结 论
在布鲁塞尔自由大学对水平轴和垂直轴风轮气动力,气动弹性和动力响应做了大量有效的研究。本报告研究了垂直轴风轮气动弹性特性和动力响应。计算程序包括有限元方法计算风轮分部件共振频率和模态,气动力和力矩计算。本报告还发展了强迫振动响应及气动弹性稳定性计算。
现有方法是基于有限元和旋翼一塔耦合技术。在此方法中桨叶,旋转轴和塔架以各自的模态来描绘,因此,计算出各自的分部件的特征值,然后,由各自的特征模态根据广义坐标导出运动方程。,因垂直轴风轮是轴向对称的,所以其运动方程是常系数微分方程,这样就可采用标准的特征值的方法来求解。
本研究解决了风轮两项重要特性的分析方法(1一)确定耦合风轮自然频率和气动弹性稳定性分析方法,(2)在激振力作用下,风轮结构动力响应分析方法。激振载荷包含气动力、动力及离心力。气动力是用双多流管理论计算的。
此方法经在桨叶形状为troposkien,两个桨叶的达里厄垂直轴风轮上进行验证。算例选择的风轮是荷兰PIonEER I号。在试验研究中,在结构动力响应方面做了大量试验,试验结果证明,本文所用的理论模型是可用的。
图2为垂直轴风轮l至4阶振型和振频。
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