海上风力机叶片强度及其动力稳定性分析
| 摘要 | 第5-6页 |
| abstract | 第6-7页 |
| 1 绪论 | 第10-15页 |
| 1.1 本文研究背景及意义 | 第10-11页 |
| 1.1.1 国际能源背景 | 第10页 |
| 1.1.2 海上风机应用背景 | 第10-11页 |
| 1.1.3 课题研究的意义 | 第11页 |
| 1.2 国内外风电产业发展概况 | 第11-13页 |
| 1.2.1 国外风电发展现状及趋势 | 第11-12页 |
| 1.2.2 国内风电发展现状及趋势 | 第12-13页 |
| 1.3 本文研究现状 | 第13-14页 |
| 1.3.1 叶片振动与气动特性研究现状 | 第13页 |
| 1.3.2 叶片疲劳破损及应力强度问题研究进展 | 第13-14页 |
| 1.4 本文主要研究内容 | 第14-15页 |
| 2 风机叶片动力学分析与强度校核理论模型 | 第15-26页 |
| 2.1 风力机结构简介 | 第15页 |
| 2.2 风力机空气动力学基本理论 | 第15-20页 |
| 2.2.1 风轮动量理论 | 第15-18页 |
| 2.2.2 叶素理论 | 第18-19页 |
| 2.2.3 动量—叶素理论 | 第19-20页 |
| 2.3 随机风速模型 | 第20-21页 |
| 2.4 叶片基本载荷 | 第21-23页 |
| 2.4.1 重力载荷 | 第21-22页 |
| 2.4.2 离心力载荷 | 第22页 |
| 2.4.3 气动载荷 | 第22-23页 |
| 2.5 结构运动方程 | 第23-25页 |
| 2.6 风力机叶片强度校核准则 | 第25页 |
| 2.7 本章小结 | 第25-26页 |
| 3 风力机叶片实体建模与有限元分析 | 第26-40页 |
| 3.1 风力机叶片实体建模 | 第26-30页 |
| 3.1.1 叶片翼型数据选取 | 第26-27页 |
| 3.1.2 叶片翼型三维坐标的确定 | 第27-29页 |
| 3.1.3 叶素曲线的绘制 | 第29页 |
| 3.1.4 叶片模型的生成 | 第29-30页 |
| 3.2 有限元模型的网格划分 | 第30-33页 |
| 3.2.1 有限元法基本思想 | 第30-31页 |
| 3.2.2 单元类型和叶片属性 | 第31-32页 |
| 3.2.3 结构网格的划分 | 第32-33页 |
| 3.3 基于优化网格划分方式建模方法的改进 | 第33-35页 |
| 3.3.1 数据点拟合翼型样条曲线方法的改进 | 第33页 |
| 3.3.2 翼型样条曲线的前缘分割 | 第33-34页 |
| 3.3.3 叶片根部圆形曲线的分割 | 第34-35页 |
| 3.4 数值模拟流程 | 第35-36页 |
| 3.5 模拟结果可靠性验证 | 第36-39页 |
| 3.6 本章小结 | 第39-40页 |
| 4 风机叶片动力响应数值模拟与分析 | 第40-57页 |
| 4.1 随机风速作用下叶片载荷计算 | 第40-45页 |
| 4.1.1 随机风速模拟 | 第40-41页 |
| 4.1.2 升力系数和阻力系数的确定 | 第41-44页 |
| 4.1.3 风载荷计算 | 第44-45页 |
| 4.2 静止状态下风机叶片动力学分析 | 第45-48页 |
| 4.2.1 位移响应分析 | 第45-46页 |
| 4.2.2 应力响应分析 | 第46-48页 |
| 4.3 旋转状态下风力机叶片动力分析 | 第48-53页 |
| 4.3.1 位移响应分析 | 第48-49页 |
| 4.3.2 应力响应分析 | 第49-53页 |
| 4.4 不同旋转状态下的应力分析 | 第53-56页 |
| 4.4.1 根部应力分析 | 第53-54页 |
| 4.4.2 翼展方向应力分析 | 第54-56页 |
| 4.5 强度校核 | 第56页 |
| 4.6 本章小结 | 第56-57页 |
| 5 风力机叶片动力稳定性数值模拟与分析 | 第57-67页 |
| 5.1 叶片模态分析 | 第57-59页 |
| 5.1.1 模态求解基本方程 | 第57页 |
| 5.1.2 模态分析基本步骤 | 第57-59页 |
| 5.2 特定工况下风场模型构建 | 第59-62页 |
| 5.2.1 风速模拟 | 第59-60页 |
| 5.2.2 气动系数及载荷计算 | 第60-62页 |
| 5.3 叶片振动特征分析 | 第62-64页 |
| 5.3.1 非周期性风速工况下叶片的振动分析 | 第62-63页 |
| 5.3.2 周期性风速作用下叶片的振动分析 | 第63-64页 |
| 5.4 计算结果与讨论 | 第64-66页 |
| 5.5 本章小结 | 第66-67页 |
| 6 结论与展望 | 第67-69页 |
| 6.1 结论 | 第67-68页 |
| 6.2 本文展望 | 第68-69页 |
| 参考文献 | 第69-74页 |
| 致谢 | 第74-75页 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 | 第75页 |
