动态风载作用下叶片疲劳损伤的差异性分析

随着风力发电机组分散式应用中向人类生产生活环境的延伸,可用风能的稳定性变差,由此导致动态风载对叶片疲劳损伤的影响问题已凸显成为备受关注并亟待诠释的重要课题。通过对一年中自然风况数据的比对分析,拟合出了当地三种典型的动态风载数学模型,建立了综合考虑气动力、重力和离心力的叶片疲劳分析模型,并通过实验测试佐证了模型计算的可靠性。在此基础上,揭示了动态风载会对叶片的疲劳寿命产生严重影响,特别是在恶劣扰动风作用下叶片的疲劳寿命缩减率高达近30%。通过叶片不同位置截面上的安全系数和应力诠释了动态风载促使叶片疲劳寿命减小的原因。相关研究成果对于正在兴起的动态风载作用下叶片疲劳损伤的深入探究具有一定的参考价值。

动态风载对尾迹亏损及涡量耗散的影响研究

气流通过高速旋转的叶片会产生复杂的湍流结构,对风力机尾流发展与输出功率造成不利影响。本文对新能源实验基地自然风速进行了实时监测与分析,根据实测变风数据建立了稳定、渐变风、阵风等不同变风阶段的尾迹流场特征非稳态计算模型,探究了不同动态风速变化对尾迹流场速度分布及涡量耗散的影响规律。研究结果表明:相对于稳定入流,动态风载会造成尾迹速度亏损,不同变风阶段沿尾迹发展径向方向上的速度变化梯度存在差异。同时:涡量耗散速度受动态风速变化率影响的敏感度不同,近尾迹区域中心涡与电机绕流引起的湍流掺混会对中心涡量最大值的位置产生影响.相关成果对于提高风轮气动性能、控制尾流发展具有一定的参考价值。

斜拉跨越结构的风载影响分析

利用有限元分析软件对木龙河斜拉索跨越结构在风载荷作用下的动静态力学特性进行了分析.静态分析表明,风力小于3级时桥的最大位移和最大应力随风力变化不大.风力大于3级时两者随风力的增大而显著增加.通过模态分析得到了跨越结构的前10阶振型和频率,并分析了8级动态风载下管桥中部和端部两个关键节点的位移和拉应力的时间历程响应及某一时刻跨越结构的应力、位移分布情况,最后得到了动态风载荷下风力与最大应力和最大位移之间的关系,得出的结论与静态一致,但在大于3级的风力情况下,动态风载引起的最大位移和最大应力比静态风载约大2倍.