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漂浮式风电机组平台运动对叶片应力特性的影响

陈子文  王晓东  丁坤  康顺  
【摘要】:海上风电机组运行时,受波浪和风载影响,在平台运动下叶片的气动和结构载荷较为复杂。采用CFD方法对NREL 5MW风电机组进行了非定常气动性能数值模拟,然后加载至叶片固体模型进行形变量分析与应力分布研究。研究结果表明:展向80%至90%的叶片段承担了叶片整体最大做功量。平台运动下叶片整体形变量变化较大,耦合运动所对应的风电机组叶片在前向与后向运动时叶尖位移量差异较大,会显著增加叶片展向载荷波动。平台运动下,压力面中叶段出现应力集中。海上风、浪等载荷引起的平台多自由度运动,会使扭矩输出降低,叶片变形与压力载荷幅值增大。中叶段40%~70%内应力集中程度较为严重且随相位角变化急剧,所以需要对叶片中部应力集中部分进行材料或者结构强化。

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