为分析风力机叶片的振动行为,采用Hermite梁单元对叶片进行离散.将叶片的振动行为嵌入到气动力的计算中,建立气动弹性耦合的分析模型.将叶片的气动阻尼系数运用到虚功原理推导其气动阻尼矩阵,再与结构阻尼矩阵叠加生成总阻尼矩阵.根据叶片的几何和结构特征,深入分析叶片弯弯耦合产生的原因.得到弹性耦合项和阻尼耦合项,然后建立弯弯耦合动力学方程,采用常加速度假设法求解方程.以NREL 5 MW风力机为例,对其在额定风况下的剪切流进行仿真.结果 表明,考虑弯弯耦合计算的叶片振动位移和速率比不考虑弯弯耦合时更大;叶片振动速率相比诱导速度(叶素动量理论)不能被忽略.
风力机叶片 气弹响应 气动阻尼 弯弯耦合 水平轴