| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 1 绪论 | 第9-16页 |
| 1.1 课题背景 | 第9-10页 |
| 1.2 国内外风力发电发展现状 | 第10-13页 |
| 1.2.1 国外风力发电发展现状 | 第11-12页 |
| 1.2.2 我国风力发电发展现状 | 第12-13页 |
| 1.3 课题研究的意义和内容 | 第13-15页 |
| 1.3.1 研究意义 | 第13-14页 |
| 1.3.2 课题内容 | 第14-15页 |
| 1.4 本章小结 | 第15-16页 |
| 2 基于经典理论的气动力学推导及叶片设计参数确定 | 第16-28页 |
| 2.1 翼型几何参数及其空气动力特性 | 第16-18页 |
| 2.1.1 翼型的几何参数 | 第16页 |
| 2.1.2 作用在翼型上的空气动力 | 第16-18页 |
| 2.1.3 升力、阻力系数的变化曲线 | 第18页 |
| 2.2 风轮经典理论及气动力学推导 | 第18-23页 |
| 2.2.1 贝茨(Betz)理论 | 第18-21页 |
| 2.2.2 叶素理论 | 第21-22页 |
| 2.2.3 基本关系推导及叶片参数计算公式确定 | 第22-23页 |
| 2.3 风机叶片设计参数的确定 | 第23-27页 |
| 2.3.1 风轮直径 | 第24页 |
| 2.3.2 叶片尖速比 | 第24-25页 |
| 2.3.3 翼型 | 第25页 |
| 2.3.4 攻角 | 第25-26页 |
| 2.3.5 弦长 | 第26-27页 |
| 2.3.6 扭转角 | 第27页 |
| 2.4 本章小结 | 第27-28页 |
| 3 流固耦合基本理论和计算方法 | 第28-39页 |
| 3.1 流固耦合概述及分类 | 第28-29页 |
| 3.1.1 流固耦合分析概述 | 第28页 |
| 3.1.2 流固耦合问题分类 | 第28-29页 |
| 3.2 结构动力学基本理论 | 第29-33页 |
| 3.2.1 弹性力学基本方程 | 第30-31页 |
| 3.2.2 有限元法基本理论 | 第31-32页 |
| 3.2.3 有限元法的主要步骤 | 第32-33页 |
| 3.3 计算流体力学基本理论 | 第33-37页 |
| 3.3.1 概述 | 第33-34页 |
| 3.3.2 流体力学控制方程 | 第34-35页 |
| 3.3.3 流体力学控制方程的离散(有限体积法) | 第35页 |
| 3.3.4 湍流模型 | 第35-36页 |
| 3.3.5 CFD计算流程 | 第36-37页 |
| 3.4 流固耦合计算方法 | 第37-38页 |
| 3.4.1 流固耦合计算方法基本思路 | 第37页 |
| 3.4.2 耦合界面边界条件 | 第37页 |
| 3.4.3 坐标系的统一 | 第37页 |
| 3.4.4 动网格模型 | 第37-38页 |
| 3.4.5 流固耦合分析流程 | 第38页 |
| 3.5 本章小结 | 第38-39页 |
| 4 基于ANSYS Workbench的叶片气动弹性分析数值模拟 | 第39-51页 |
| 4.1 叶片几何模型的建立 | 第39-43页 |
| 4.1.1 风机模型简化及设计参数确定 | 第39-40页 |
| 4.1.2 叶片剖面设计及其尺寸的确定 | 第40-41页 |
| 4.1.3 叶片三维模型的建立 | 第41-43页 |
| 4.2 风机叶片气动弹性分析数值模拟 | 第43-50页 |
| 4.2.1 ANSYS Workbench及CFX简介 | 第43-44页 |
| 4.2.2 叶片模型的导入及旋转域、外流场的建立 | 第44-45页 |
| 4.2.3 网络划分 | 第45-47页 |
| 4.2.4 基于CFX的双向流固耦合计算 | 第47-49页 |
| 4.2.5 风机叶片气动弹性分析 | 第49-50页 |
| 4.2.6 叶片气动弹性分析数值模拟流程 | 第50页 |
| 4.3 本章小结 | 第50-51页 |
| 5 风机叶片裂纹损伤识别方法 | 第51-62页 |
| 5.1 风机叶片裂纹模拟及信号特征提取 | 第51-53页 |
| 5.1.1 风机叶片裂纹模拟 | 第51-52页 |
| 5.1.2 裂纹信号的特征提取 | 第52-53页 |
| 5.2 基于能量法的时域裂纹特征提取及识别 | 第53-56页 |
| 5.2.1 基于能量法的信号特征提取方法 | 第53页 |
| 5.2.2 裂纹特征点的能量随深度的变化规律 | 第53-54页 |
| 5.2.3 裂纹特征点的能量随宽度的变化规律 | 第54-56页 |
| 5.2.4 基于能量法的时域裂纹识别方法 | 第56页 |
| 5.3 基于EMD的时频域裂纹特征提取及识别 | 第56-61页 |
| 5.3.1 经验模式分解(EMD)方法 | 第56-57页 |
| 5.3.2 傅里叶变换及有效IMF阶数的确定 | 第57-60页 |
| 5.3.3 基于EMD方法的时频域裂纹识别方法 | 第60-61页 |
| 5.4 本章小结 | 第61-62页 |
| 6 风机叶片裂纹损伤识别实验 | 第62-68页 |
| 6.1 实验仪器及实验过程 | 第62-64页 |
| 6.1.1 实验仪器 | 第62页 |
| 6.1.2 实验过程 | 第62-64页 |
| 6.2 测点应力时程 | 第64页 |
| 6.3 叶片模型裂纹的识别 | 第64-67页 |
| 6.3.1 基于能量法对叶片裂纹进行识别 | 第64-66页 |
| 6.3.2 基于EMD方法对叶片裂纹进行识别 | 第66-67页 |
| 6.4 本章小结 | 第67-68页 |
| 结论 | 第68-69页 |
| 参考文献 | 第69-72页 |
| 附录A 不同裂纹状态下各测点的应力时程 | 第72-82页 |
| 致谢 | 第82-83页 |