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题名基于流固耦合的风力机叶片强度与模态分析
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作者
孙芳锦
李传玺
张羽佟
卢琛
张大明
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机构
桂林理工大学土木工程学院
桂林理工大学信息科学与工程学院
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出处
《兰州工业学院学报》
2025年第1期1-10,共10页
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基金
国家自然科学基金(52178468,52268023)
广西自然科学基金(2023GXNSFAA026418)
+3 种基金
广西青年创新人才科研专项(桂科AD19245012)
广西建筑新能源与节能重点实验室自主课题(桂科能19-J-21-14)
广西岩土力学与工程重点实验室项目(桂科能19-Y-21-2)
广西研究生教育创新计划项目(YCSW2023347)。
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文摘
选用ANSYS Workbench 2020 R2软件建立风力机双向流固耦合分析平台,选取SST k-ε模型为湍流模型,分别对结合量子粒子群算法和改进的量子粒子群算法优化后的1 MW风力机模型进行双向流固耦合计算与分析。结果表明:在额定工况下(设计风速为12 m/s)双向流固耦合作用下的风力机功率计算值比纯Fluent计算结果偏低一些;改进后和未改进的风力机叶片模型的最大等效应力分别为56.815、59.398 MPa,均小于材料的屈服强度,符合设计要求;改进后和未改进的风力机叶尖处的最大位移变形量分别为1.6977、1.7581 m,符合规定叶片的最大变形量不能超过叶尖与塔架距离的90%。最后对2种风力机模型叶片进行模态分析,得到前10阶固有频率和振型云图,通过计算激振频率得知2种风力机模型叶片在额定工况下不会发生共振,说明2种模型的设计安全可靠。
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关键词
风力机
流固耦合
数值模拟
强度校核
模态分析
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Keywords
wind turbine
fluid structure coupling
numerical simulation
strength verification
modal analysis
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分类号
TK83
[动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
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