分段式风电叶片研究进展和发展趋势 被引量：7

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作者 秦志文 杨科 +1 位作者 王继辉 宋娟娟 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期101-108,共8页

分段式风电叶片是解决长叶片运输和制造困难的有效方法。综述了分段式风电叶片相关的基础研究和技术发展概况,分析了大型复合材料分段式叶片的连接构造特点,展望了分段式风电叶片技术和应用发展趋势。

关键词 分段式叶片 螺栓连接 胶接连接 复合材料

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分段连接对风电叶片与机组性能的影响

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作者 秦志文 廖猜猜 +1 位作者 荣晓敏 宋娟娟 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期349-355,共7页

以38 m商业叶片为基础设计一款分段式叶片,采用开源软件和风能专业软件建立风电机组的仿真模型来研究分段连接对风电叶片和机组总体性能的影响。依据国际标准与工程技术规范分析叶片截面刚度、质量、挠度和自振频率,以及机组的载荷与年... 以38 m商业叶片为基础设计一款分段式叶片,采用开源软件和风能专业软件建立风电机组的仿真模型来研究分段连接对风电叶片和机组总体性能的影响。依据国际标准与工程技术规范分析叶片截面刚度、质量、挠度和自振频率,以及机组的载荷与年发电量。结果表明:叶片分段后,第1、第2阶挥舞频率变化幅度均小于6%,摆振频率增幅均小于2%;叶根摆振和挥舞极限弯矩分别增加约10%和3%,摆振和挥舞疲劳弯矩分别增加了23.2%和6.0%;风电机组的最大功率系数与年发电量均无明显变化。 展开更多

关键词 分段连接 风电机组 自振频率 挠度 年发电量

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风电叶片尾缘结构稳定性研究 被引量：3

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作者 袁巍华 吴玉国 +2 位作者 王国付 秦志文 张磊 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2018年第1期12-17,共6页

最大弦长附近的尾缘局部屈曲是风电叶片的主要失效模式之一。为研究该问题,采用有限元方法模拟了不同相对厚度的翼段尾缘屈曲模式及增强措施。分别选择19%、24%和35%相对厚度翼段,探讨增加铺层、填充泡沫或填充轻木3种方式对尾缘抗屈曲... 最大弦长附近的尾缘局部屈曲是风电叶片的主要失效模式之一。为研究该问题,采用有限元方法模拟了不同相对厚度的翼段尾缘屈曲模式及增强措施。分别选择19%、24%和35%相对厚度翼段,探讨增加铺层、填充泡沫或填充轻木3种方式对尾缘抗屈曲能力的影响。通过有限元特征值屈曲分析表明:增加叶片尾缘铺层厚度可以有效抑制尾缘位移并提高尾缘抗屈曲能力,同时随着翼型相对厚度的减小,增强效果呈增长趋势,但叶片质量明显增加;轻木芯材与泡沫芯材相比密度大且价格昂贵,并没有展现出明显优于泡沫芯材的抗屈曲能力;在叶片尾缘处弦向填充适当长度泡沫对叶片质量影响非常小并可以显著提高尾缘抗屈曲能力,是一种高效提高尾缘稳定性的方案。 展开更多

关键词 风电叶片 尾缘屈曲 有限元 实体单元

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风电叶片腹板结构压缩屈曲与后屈曲行为研究 被引量：1

4

作者 吴鸿晖 石可重 徐建中 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期84-89,共6页

进一步发展和完善叶片部件尺度的测试方法,开展复合材料腹板结构试样在压缩载荷下的实验与数值分析,从内部揭示腹板结构试样的屈曲过程和失效机理。结果表明,复合材料腹板结构具有典型的屈曲特征,在后屈曲阶段,芯材材料屈服压碎导致的... 进一步发展和完善叶片部件尺度的测试方法,开展复合材料腹板结构试样在压缩载荷下的实验与数值分析,从内部揭示腹板结构试样的屈曲过程和失效机理。结果表明,复合材料腹板结构具有典型的屈曲特征,在后屈曲阶段,芯材材料屈服压碎导致的试样局部大变形是试件失去主要承载能力的主要原因,而试件制造过程中产生的材料分布不均匀等因素带来的初始缺陷是造成结构响应非线性和试件屈曲失稳的根本原因。 展开更多

关键词 风电叶片 三明治结构 压缩测试 屈曲

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风电叶片的混合梁壳结构模型 被引量：1

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作者 郭光星 张磊 +1 位作者 唐荆 杨科 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期366-371,共6页

根据2种模型各自的特点,构建一种混合梁壳模型。以DTU 10 MW叶片为例,对3种模型在模态、变形、应力、计算效率方面进行对比。结果表明,混合梁壳模型在结合位置存在边界效应,导致该区域附近的结果出现失真,但不影响其他区域结果的精度,... 根据2种模型各自的特点,构建一种混合梁壳模型。以DTU 10 MW叶片为例,对3种模型在模态、变形、应力、计算效率方面进行对比。结果表明,混合梁壳模型在结合位置存在边界效应,导致该区域附近的结果出现失真,但不影响其他区域结果的精度,同时该模型具有较高的计算效率,可为叶片结构设计和分析提供指导。 展开更多

关键词 风电叶片 结构响应 有限元分析 混合梁壳模型

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风力机专用翼型低雷诺数气动特性实验研究 被引量：5

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作者 薛丁云 杨科 +1 位作者 张磊 李星星 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1105-1110,共6页

采用表面压力测量法,在小型回流式低速风洞中开展DU91-W2-250翼型在低雷诺数（Re〈3×10^5）条件下的气动特性实验研究,获得边界层自由和前缘固定转捩条件下翼型的升力系数、阻力系数和表面压力分布特性。在自由转捩条件下,翼型发... 采用表面压力测量法,在小型回流式低速风洞中开展DU91-W2-250翼型在低雷诺数（Re〈3×10^5）条件下的气动特性实验研究,获得边界层自由和前缘固定转捩条件下翼型的升力系数、阻力系数和表面压力分布特性。在自由转捩条件下,翼型发生层流分离的临界雷诺数为1.7×10^5,且雷诺数越低,层流分离发生时的攻角越小。层流分离使得翼型升力系数和阻力系数发生跳跃性变化。通过在前缘增加粗糙带,强制边界层发生转捩,可消除前缘层流分离引起的失速,使翼型的气动力系数随攻角稳定变化。 展开更多

关键词 风力机 翼型 低雷诺数 层流分离

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漂浮式风电机组无模型自适应控制 被引量：3

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作者 漆良文 石可重 +3 位作者 郭乃志 李博 张子良 徐建中 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期384-390,共7页

针对漂浮式风电机组叶片载荷、功率及浮式基础振动耦合问题,以尾缘襟翼偏角为输入,以叶根挥舞弯矩,电功率,浮式基础纵摇、艏摇为输出,设计无模型自适应控制系统。同时,将无模型自适应控制与漂浮式风电机组的基准主控系统通过滤波进行频... 针对漂浮式风电机组叶片载荷、功率及浮式基础振动耦合问题,以尾缘襟翼偏角为输入,以叶根挥舞弯矩,电功率,浮式基础纵摇、艏摇为输出,设计无模型自适应控制系统。同时,将无模型自适应控制与漂浮式风电机组的基准主控系统通过滤波进行频率解耦。在改进FAST的含尾缘襟翼的气弹-伺服仿真平台中进行验证,结果表明所设计的无模型自适应控制系统在不牺牲功率波动的条件下,能够降低叶片疲劳载荷和基础振动。此外,交叉小波分析结果表明,尾缘襟翼控制量的引入削弱了漂浮式风电系统固有的气弹同步相关性,减少了入流风作用在风轮上的能量。 展开更多

关键词 海上风电 风电机组 基础运动 降载 尾缘襟翼 无模型自适应控制

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后掠角对风力机翼型气动特性影响的实验研究

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作者 张超宇 武广兴 +2 位作者 石可重 李爽 张明明 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期275-282,共8页

以风力机翼型DU93-W-210为研究对象,采取风洞实验的手段探究后掠角对翼型气动特性的影响。结果表明:后掠叶段的气动特性具有明显的展向差异;随着攻角增大,后掠叶段先后经历了均匀附着流、混合分离流和完全分离流。后掠会降低C_(L)曲线斜... 以风力机翼型DU93-W-210为研究对象,采取风洞实验的手段探究后掠角对翼型气动特性的影响。结果表明:后掠叶段的气动特性具有明显的展向差异;随着攻角增大,后掠叶段先后经历了均匀附着流、混合分离流和完全分离流。后掠会降低C_(L)曲线斜率,并增大上游截面的C_(Lmax);后掠对轻失速具有延迟效应,但也使深失速提前发生。通过对来流速度进行分解,提出一种适用于均匀附着流区中游截面的修正模型,拟合效果较好,可为后掠叶片的气动设计提供参考。 展开更多

关键词 后掠 风力机 翼型 气动特性 风洞

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槽孔尺寸对芯材力学性能的影响 被引量：4

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作者 吉祥 秦志文 +3 位作者 冯威 宋笑非 符寿军 王国付 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第9期62-68,共7页

夹层结构广泛应用于风电叶片中,提高芯材本体的力学性能有利于夹层结构的强度、刚度以及稳定性。为了研究槽和孔的尺寸对灌注树脂后芯材力学性能的影响,建立了芯材的三维实体有限元模型,并利用已有实验结果对有限元模型进行了验证。结... 夹层结构广泛应用于风电叶片中,提高芯材本体的力学性能有利于夹层结构的强度、刚度以及稳定性。为了研究槽和孔的尺寸对灌注树脂后芯材力学性能的影响,建立了芯材的三维实体有限元模型,并利用已有实验结果对有限元模型进行了验证。结果表明:增大孔径和减小槽间距是提升芯材模量最有效的途径,而增大槽宽和槽深对提升芯材模量贡献较小。考虑芯材灌注树脂后的成本,优选增大孔径来提高压缩和拉伸模量,优选减小双面开槽的槽间距来提高剪切模量。 展开更多

关键词 芯材 有限元 弹性模量 参数分析 成本系数

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碳纤维复合材料开孔层合板压缩损伤预测和模型比较 被引量：9

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作者 唐荆 陈啸 杨科 《玻璃钢／复合材料》 CAS 北大核心 2019年第10期33-39,共7页

针对平面和弧面开孔层合板采用Abaqus有限元软件建立了壳单元、壳-胶层混合单元以及壳-实体混合单元有限元模型,并分别采用通用的Abaqus内置程序和自定义的用户子程序进行层合板压缩损伤分析。模型选取Hashin、改进Tsai-Wu和Quads失效... 针对平面和弧面开孔层合板采用Abaqus有限元软件建立了壳单元、壳-胶层混合单元以及壳-实体混合单元有限元模型,并分别采用通用的Abaqus内置程序和自定义的用户子程序进行层合板压缩损伤分析。模型选取Hashin、改进Tsai-Wu和Quads失效准则分析了两种层合板在开孔压缩过程中的屈曲变形、层内失效及分层,并与文献中的试验进行对比。结果表明,本文所建的五种模型对弧面开孔层合板的强度预测误差均小于7%,且能捕捉到圆孔周围损伤起始以及承载力下降。仅依靠Abaqus程序内置Hashin失效准则的壳模型即可为弧面开孔层合板提供较为简单高效的强度评估,但在平面开孔层合板中采用改进Tsai-Wu失效准则的自定义子程序对强度和损伤预测更为可靠。 展开更多

关键词 复合材料 开孔压缩 有限元模型 渐进损伤分析 失效准则

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风能直接驱动R134a/R123复叠式热泵系统运行特性研究 被引量：5

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作者 钟晓晖 曹春蕾 +3 位作者 李晓娟 杨海龙 孔凡钊 刘雨江 《流体机械》 CSCD 北大核心 2018年第4期84-88,45,共6页

热泵是可以取代锅炉供暖并提高能源利用效率的一种新技术,是解决目前风电弃风限电问题的有效途径之一。本文提出了一种风力机直接驱动的R134a/R123复叠式高温热泵系统,建立了系统热力学模型,并以张家口张北地区为例,对新型风能直接驱动R... 热泵是可以取代锅炉供暖并提高能源利用效率的一种新技术,是解决目前风电弃风限电问题的有效途径之一。本文提出了一种风力机直接驱动的R134a/R123复叠式高温热泵系统,建立了系统热力学模型,并以张家口张北地区为例,对新型风能直接驱动R134a/R123复叠式热泵系统进行了理论计算和分析,研究结果表明:该系统可以在极端温度-25℃低温环境下可为总面积49693.20 m^2建筑供暖,R134a/R123复叠式热泵循环中间温度为25℃时,系统性能系数最高,可以达到2.57左右;在风速较高时,通过蓄热水箱储存一部分热量,可以有效弥补风能输出不稳定的缺陷,研究结果可为风能直接制热技术提供一定的参考。 展开更多

关键词 风能供热 复叠式热泵 系统性能

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