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大型化、柔性化发展趋势使叶片均设计为弯扭外形.本文根据这一特点,基于一种新的有限元形函数,推导出叶片的耦合动力学混合有限元模型,编写计算程序.以某商用1.5 MW叶片为实例,求解其自由振动力学结果,并与实验对比,验证了本文方法的精确性.同时,利用华翼风电叶片有限公司的试验台,对此叶片进行了全尺寸耦合振动实验研究.

关键词: 风电叶片 , 耦合振动 , 混合有限元模型 , 全尺寸实验

大型风电叶片的模态测试与数值模拟

毛火军 , 石可重 , 李宏利 , 王建礼

工程热物理学报

近年来,风电机组越来越向大型化方向发展,叶片长度迅速增大,这使得风电叶片的动态响应研究越来越重要.本文利用对某MW级风电叶片进行了全尺寸模态试验的研究.之后针对大型风电叶片的特点,利用有限元方法对叶片的模态进行了数值模拟.通过对计算和试验结果的比较,验证了计算方法的可靠性.

关键词: 风电叶片 , 模态测试 , 数值模拟

风力机叶片截面刚度优化设计

廖猜猜 , 王建礼 , 石可重 , 徐建中

工程热物理学报

采用风力机叶片梁帽的厚度和宽度为优化设计变量,在保证气动外形不变,质量不增加的情况下,以获得最大截面挥舞刚度为设计目标,使用改进粒子群算法对叶片截面进行优化设计,建立了一种风力机叶片的截面刚度优化设计模型.算例结果表明;合理的设计梁帽的厚度和宽度能得到更好的截面挥舞刚度,验证了模型的有效性.优化结果对结构设计具有一定的参考价值.

关键词: 风力机叶片 , 截面刚度 , 改进粒子群算法 , 优化设计

一种改进的诱导因子计算方法

王建礼 , 徐建中

工程热物理学报

本文利用开发的程序,对BEM计算模型中诱导因子的计算方法进行研究.比较分析了已有几种计算方法的优劣,在此基础上提出一种改进的计算方法,并以美国可再生能源实验室(NREL)直径为10 m水平轴风力机叶片气动试验数据为依据,验证了本文算法的准确性和优越性.

关键词: 动量叶素 , 诱导因子 , 风力机叶片 , 气动性能

风力机叶片固有频率优化设计研究

王建礼 , 赵晓路 , 廖猜猜 , 石可重 , 徐建中

工程热物理学报

基于有限元方法,开发了风力机叶片固有频率计算程序,以商用1.5 MW叶片为实例,与试验对比,验证了本程序的适用性.采用粒子群优化算法,通过优化叶片梁帽质量分布,从而提高叶片的固有频率.结果表明,优化后的一阶挥舞频率比原来提高了3%左右.

关键词: 风力机叶片 , 有限元 , 固有频率 , 优化 , 粒子群算法

基于风力机叶片铺层的频率优化设计

廖猜猜 , 赵晓路 , 王建礼 , 石可重 , 徐建中

工程热物理学报

从叶片的铺层角度出发，编程建立了一种风力机叶片的约束优化设计模型。采用风力机叶片主梁帽的铺层厚度及位置为优化设计变量，在保证气动外形不变，满足各种约束的情况下，以获得最大一阶挥舞频率为设计目标，使用改进粒子群算法进行搜索约束优化解。结果表明：合理地设计主梁帽的铺层厚度和位置能得到更好的结果，验证了模型的有效性。优化结果对工程设计具有一定的参考价值。

关键词: 叶片铺层 , 约束优化设计 , 主梁帽 , 改进粒子群算法