有限差分法在大型风电叶片静力测试中的应用与研究

1

作者 方思明 庄雷 +4 位作者 周晓亮 孔魁 徐利强 张定好 李亚龙 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第9期93-97,156,共6页

为更快速、方便地设计风电叶片全尺寸静力加载方案,本文提出一种基于有限差分法进行迭代计算的静力配载方法。首先,将叶片简化成变截面的悬臂梁模型;其次,基于悬臂梁的挠曲线近似微分方程,根据叶片几何外形修正截面弯矩,采用有限差分法... 为更快速、方便地设计风电叶片全尺寸静力加载方案,本文提出一种基于有限差分法进行迭代计算的静力配载方法。首先,将叶片简化成变截面的悬臂梁模型;其次,基于悬臂梁的挠曲线近似微分方程,根据叶片几何外形修正截面弯矩,采用有限差分法进行迭代计算,得到叶片的最终变形;然后,基于叶片最终几何外形进行静力方案的配载设计;最后,将该方法运用于百米级叶片的静力测试,并与ANSYS软件的计算结果和实际测试结果进行对比分析,验证方法的有效性。该方法能够快速计算叶片变形,进而迭代静力加载方案,提高静力测试加载方案的设计效率。 展开更多

关键词 风电叶片 静力测试 有限差分法 复合材料 加载方案

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碎冰区航行船舶破舱进水过程研究

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作者 李红霞 陈晔 +1 位作者 陈灵棋 黄一 《船舶力学》 北大核心 2025年第5期681-692,共12页

世界上首个浮动核电站“罗蒙诺索夫院士”号的建成,为高纬度地区能源供应提供了一种切实可行的解决方案。高纬度地区海面可能出现浮冰,浮动核电站若与浮冰发生碰撞,可能导致破舱进水,威胁作业安全。本文基于欧拉多相流模型并结合离散元... 世界上首个浮动核电站“罗蒙诺索夫院士”号的建成,为高纬度地区能源供应提供了一种切实可行的解决方案。高纬度地区海面可能出现浮冰,浮动核电站若与浮冰发生碰撞,可能导致破舱进水,威胁作业安全。本文基于欧拉多相流模型并结合离散元理论,提出一种碎冰区船舶破舱进水数值仿真方法。采用该方法对破舱进水过程及碎冰区航行阻力进行数值模拟,对比数值模拟与模型试验结果,验证了该方法的准确性。以自主设计的某船型核电平台为例,考虑碎冰分布的随机性,采用上述方法模拟了浮式核电平台在碎冰区的破舱进水过程,分析了流入舱内的碎冰对进水过程的影响和作用在船体结构上的冲击载荷。研究结论可为冰区船舶破舱进水过程的研究提供参考。 展开更多

关键词 破舱进水 碎冰 离散元方法 计算流体动力学

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风力机结构的实时疲劳损伤预测方法

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作者 赵艳 孙硕程 +3 位作者 王新武 布欣 李晓露 陈枫 《太阳能学报》 北大核心 2025年第10期655-662,共8页

为掌握风力机塔架实际消耗的疲劳损伤,基于振动监测对风力机进行疲劳评估至关重要。对1.5 MW风力机的塔底应变进行长期监测,基于雨流计数法提出实时预测疲劳损伤的新方法。该方法通过将过去无法形成完整循环的残波和新测量的应力数据串... 为掌握风力机塔架实际消耗的疲劳损伤,基于振动监测对风力机进行疲劳评估至关重要。对1.5 MW风力机的塔底应变进行长期监测,基于雨流计数法提出实时预测疲劳损伤的新方法。该方法通过将过去无法形成完整循环的残波和新测量的应力数据串联,预测当前的损伤,并将新的残波储存,继续和后续测量应力结合,实时计算风力机的疲劳损伤。使用该方法得到的疲劳损伤和将已知数据作为连续序列得到的结果完全相同,证明了该方法的准确性。同时,该方法只需储存历史数据的残波即可,占用的内存更少,这为风力机结构疲劳损伤的在线实时预测提供了解决方案。 展开更多

关键词 风力机 监测 疲劳损伤 寿命预测 残波串联法

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风电机组偏航系统启停控制设计研究

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作者 李亚 何先照 +2 位作者 何俊尉 郭鹏飞 许敏影 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第3期493-497,共5页

基于电机过热过载、疲劳冲击、液压建压特性、电磁刹车磨损等多角度,提出偏航系统启停过程中部件介入合理性的方法。根据现场采集机组实际运行的毫秒级数据,验证偏航启停设计参数的正确性、方法的合理性,提出在偏航系统设计阶段,在部件... 基于电机过热过载、疲劳冲击、液压建压特性、电磁刹车磨损等多角度,提出偏航系统启停过程中部件介入合理性的方法。根据现场采集机组实际运行的毫秒级数据,验证偏航启停设计参数的正确性、方法的合理性,提出在偏航系统设计阶段,在部件寿命校核范畴中,需综合考虑启停的疲劳冲击和偏航数据库中不同风场地形的偏航频次和偏航时长数据;同时还需评估启停过程电磁刹车的摩擦功与电磁刹车达到维护气隙的摩擦功,满足电磁刹车制动气隙调整周期与机组维护周期一致性。 展开更多

关键词 偏航 启停控制 偏航频次 冲击 维护周期

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漂浮式风电机组混合模型试验及响应特性分析

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作者 何先照 李涛 +2 位作者 陈前 王瑞良 张天宇 《太阳能学报》 北大核心 2025年第4期595-603,共9页

准确模拟转子动态推力特性是漂浮式风电模型试验的难点,针对某大型漂浮式风电机组,采用一种基于无人机控制的漂浮式风电模型试验方法,通过微型风扇阵列实现风扇转速-气动载荷间的对应控制,有效复现转子的动态推力,并对不同方向的额定、... 准确模拟转子动态推力特性是漂浮式风电模型试验的难点,针对某大型漂浮式风电机组,采用一种基于无人机控制的漂浮式风电模型试验方法,通过微型风扇阵列实现风扇转速-气动载荷间的对应控制,有效复现转子的动态推力,并对不同方向的额定、极限以及瞬态停机等典型工况进行试验和数值仿真对比验证。结果表明:基于无人机控制的漂浮式模型试验方法能准确模拟转子动态推力特性,整机模型试验与数值仿真动力响应结果对比一致性较好,进而证明该试验方法相比传统叶片法能更准确反映转子动态推力特性,具有较好的应用前景。 展开更多

关键词 海上风电机组 动力响应 模型试验 无人机控制 对比分析

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风电机组塔架LBA-MNA屈曲分析及优化研究

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作者 白璐 刘勇 +1 位作者 杨淑超 汪小芳 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期176-183,共8页

针对塔架屈曲计算中工程算法较为保守的问题,以某大型风电机组塔架为研究对象,使用线弹性屈曲分析-材料非线性分析方法(LBA-MNA)对该塔架的抗屈曲性能进行计算与研究。结果表明,LBA-MNA方法可更准确评估塔架抗屈曲能力,在相同条件下较... 针对塔架屈曲计算中工程算法较为保守的问题,以某大型风电机组塔架为研究对象,使用线弹性屈曲分析-材料非线性分析方法(LBA-MNA)对该塔架的抗屈曲性能进行计算与研究。结果表明,LBA-MNA方法可更准确评估塔架抗屈曲能力,在相同条件下较工程算法所得屈曲裕度更大。对基于工程算法已无减重空间的塔架以质量减少2~14 t为目标通过调整壁厚进行优化,结果显示应用LBA-MNA方法计算屈曲塔架质量可减少5.71%。证明了LBA-MNA方法在以屈曲要素为主导的塔架优化问题中使用的可行性。 展开更多

关键词 风电机组 塔架 屈曲 LBA-MNA 优化

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关键因素对储能浸没式锂电池包温度特性影响的研究

7

作者 李岳峰 丁纬达 +4 位作者 韦银涛 孙勇 饶庆 项峰 姚颖聪 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第1期152-161,共10页

随着储能电池热管理技术的不断迭代和创新,直接浸没式液冷技术展现了极大的应用潜力。相比间接冷板液冷技术,直接浸没式液冷技术在电池换热和均温上取得了极大的突破。在目前,虽然关于电池浸没式冷却的研究层出不穷,但仍缺乏关键影响因... 随着储能电池热管理技术的不断迭代和创新,直接浸没式液冷技术展现了极大的应用潜力。相比间接冷板液冷技术,直接浸没式液冷技术在电池换热和均温上取得了极大的突破。在目前,虽然关于电池浸没式冷却的研究层出不穷,但仍缺乏关键影响因素对于浸没式电池包温度特性研究的系统归纳和全面研究。因此,本工作以自研新型浸没式电池包系统为基础,通过数值仿真分别探究了冷却液类型、电芯发热量和流道结构对于浸没式系统温度特性的影响。研究发现:氟化液作为浸没冷却液具有最佳的温度性能表现,其次是硅油和矿物质油。决定冷却液性能的关键参数在于流体运动黏度;相比冷板式,浸没式在低中高充放倍率下均展现了更优异的冷却性能,且在中高电芯发热量时浸没式对于电池温度性能的提升更为明显。1 C条件下,浸没式电池包最高温度、最大温差和顶底最大温差分别降低了27.26℃、1.76℃和32.03℃;流道结构显著提高了电池包的温度性能;相比无流道,带流道结构的电池包最高温度、最大温差和顶底最大温差分别降低了3.34℃、2.65℃和1.54℃。主要是因为流道结构通过改变电池包内流线的空间分布从而改善了冷却液分布的均匀性。本研究为今后浸没式电池包的热设计及电芯和冷却液的选型提供了参考和热流场规律总结。 展开更多

关键词 储能电池 浸没式冷却 冷却液 发热量 流道

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漂浮式风电水池模型试验一致性验证研究

8

作者 王瑞良 李涛 +3 位作者 陈前 张天宇 孙吉莉 杨璟青 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期583-591,共9页

漂浮式风电物理模型试验是验证数值仿真准确性的重要手段,该文以大型漂浮式风电机组为基础,开展漂浮式风电机组水池模型试验,进行不同风浪流工况下系统动态特性的测量,包括平台六自由度运动、加速度以及锚链张力等,对典型工况的测试与... 漂浮式风电物理模型试验是验证数值仿真准确性的重要手段,该文以大型漂浮式风电机组为基础,开展漂浮式风电机组水池模型试验,进行不同风浪流工况下系统动态特性的测量,包括平台六自由度运动、加速度以及锚链张力等,对典型工况的测试与仿真结果进行对比分析。结果表明,基于三叶片方案的缩尺模型动力响应整体规律与仿真结果一致性较好,验证了数值一体化仿真结果的可靠性和准确性。 展开更多

关键词 海上风电机组 半潜式平台 数值分析 模型试验 动力响应

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一种低功耗嵌入式的YOLOv8-NANO智能垃圾快速分拣系统

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作者 竺春祥 舒红 +1 位作者 杨波 王斌锐 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第9期3806-3812,共7页

为解决垃圾自动分拣难题,设计了以人工智能计算平台Jetson NANO和YOLOv8算法为基础的生活垃圾智能分拣系统。首先,采用轻量化YOLOv8多目标检测算法将垃圾分为四大类并实现在有遮挡情况下的准确识别;其次,基于CoreXY坐标变换算法实现机... 为解决垃圾自动分拣难题,设计了以人工智能计算平台Jetson NANO和YOLOv8算法为基础的生活垃圾智能分拣系统。首先,采用轻量化YOLOv8多目标检测算法将垃圾分为四大类并实现在有遮挡情况下的准确识别;其次,基于CoreXY坐标变换算法实现机械爪抓取的最佳角度判断与垃圾精准抓取;最后,基于TensorRT优化技术实现轻量化YOLOv8多目标检测算法在NANO硬件平台的部署,完成基于YOLOv8-NANO的四大类垃圾智能分拣系统整体构建。实验验证结果表明:在自制的包含四大类共13小类垃圾测试中,分拣系统可以有效实现单目标与多目标的检测,检测mAP0.5:0.95(当IoU阈值在0.5~0.95逐步增加时的平均精度)为97.3%,目标检测速度达到30.6帧/s,垃圾分拣速度最快可达6件/min。 展开更多

关键词 YOLOv8 Jetson NANO TensorRT部署 多目标检测 识别抓取

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基于VME与MCKD的齿轮箱中速轴故障诊断方法研究

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作者 季晓龙 赵芡莹 +3 位作者 罗智 王祖达 蔡海洋 张震 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第3期543-547,共5页

在行星级齿轮箱故障诊断方法研究中,通常采用高速轴测点检测中速轴故障信息,所采集的信号中中速轴频率成分易受到高速轴的信息干扰,导致其信噪比较低。通过结合变分模态提取(VME)算法与最大相关峭度反卷积(MCKD)算法,可在抑制原始信号... 在行星级齿轮箱故障诊断方法研究中,通常采用高速轴测点检测中速轴故障信息,所采集的信号中中速轴频率成分易受到高速轴的信息干扰,导致其信噪比较低。通过结合变分模态提取(VME)算法与最大相关峭度反卷积(MCKD)算法,可在抑制原始信号中噪声成分的同时,有效提取中速轴的相关频率成分,从而解决高速轴测点下中速轴相关频率易受其他信号干扰的问题。 展开更多

关键词 变分模态分解(VME) 最大相关峭度反卷积(MCKD) 风力发电机齿轮箱 故障诊断

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变参数曲柄摇杆机构的传动特性分析

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作者 张芹 朱毅凌 +2 位作者 潘金龙 杨枝 左希庆 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第11期116-122,共7页

针对现有曲柄摇杆机构的研究,主要关注参数变化时单个曲柄摇杆机构的变速等传动特性,而少有针对多个曲柄摇杆机构组合的相关研究,特别是杆长变化对复合曲柄摇杆机构摇杆输出角度的影响少有学者涉足。而杆长变化的对象及变化量的正确选择... 针对现有曲柄摇杆机构的研究,主要关注参数变化时单个曲柄摇杆机构的变速等传动特性,而少有针对多个曲柄摇杆机构组合的相关研究,特别是杆长变化对复合曲柄摇杆机构摇杆输出角度的影响少有学者涉足。而杆长变化的对象及变化量的正确选择,有利于得到宽范围的变速比与传动角度,有助于曲柄摇杆机构的结构优化设计。因此,文中建立了复合曲柄摇杆机构的运动学模型,揭示了杆长变化对曲柄摇杆机构传动特性的影响,仿真分析了杆长变化对摇杆摆动角度的影响,提出了通过改变杆长实现多种变速模式的可行方案。仿真结果表明,改变曲柄摇杆机构中两种杆的长度时,可获得更大的极点区间,相比改变其他杆长的组合变化,改变曲柄及连接杆的长度更有利于实现较大的摇杆摆角,该结论对复合曲柄摇杆机构的结构设计与传动系统优化设计具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 曲柄摇杆机构 运动学模型 杆长 参数变化 传动角 极点

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齿轮箱销套螺栓的连接强度分析 被引量：2

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作者 吕旭峰 黄杨杨 +3 位作者 翁海平 陈中亚 高远俊 庄国志 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第2期319-326,共8页

主轴与齿轮箱的连接是风电机组传动链中的重要结构,销套-螺栓连接形式的传扭结构得到了越来越多的应用,但目前针对销套-螺栓连接结构极限和疲劳强度的研究还较少。为此,建立了销套-螺栓连接结构有限元模型,对极限强度和疲劳强度进行了... 主轴与齿轮箱的连接是风电机组传动链中的重要结构,销套-螺栓连接形式的传扭结构得到了越来越多的应用,但目前针对销套-螺栓连接结构极限和疲劳强度的研究还较少。为此,建立了销套-螺栓连接结构有限元模型,对极限强度和疲劳强度进行了安全性评估。首先,建立了包含销套、螺栓、主轴以及齿轮箱等部件的有限元模型;然后,校核了各部件在极限扭矩下的极限强度,并分析了不同扭矩下结构的应力情况;最后,提出了考虑非线性应力情况的疲劳强度计算方法,并校核了结构疲劳强度。研究结果表明:销套-螺栓连接结构的传扭可分为三个阶段,第一阶段为外圈螺栓传扭,第二阶段为外圈销套与内圈螺栓传扭,第三阶段为外圈销套与内圈销套传扭;传扭过程中载荷与应力存在明显的非线性关系,疲劳强度分析需要考虑相应的非线性关系;传扭结构应力最大点和疲劳最大点均位于主轴侧销孔,应力为553 MPa,疲劳数值为0.1355,因此,设计时需要重点关注主轴接口的强度情况,保证连接的可靠性。 展开更多

关键词 风电机组传动链 机械强度 极限强度 疲劳强度 齿轮箱 销套螺栓连接 非线性拟合

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基于改进YOLOv8的风电叶片表面损伤检测与识别方法 被引量：9

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作者 吴博阳 毛胜轲 +3 位作者 林特宇 任浩杰 蔡海洋 李扬 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第7期1260-1268,共9页

针对风电叶片极易出现损伤和故障,且制造和维护成本高昂等问题,提出了一种基于改进YOLOv8模型的风电叶片表面损伤检测与识别方法。首先,将现场拍摄到的高清叶片图像作为实验数据集,并将其按比例随机划分为训练集、验证集和测试集;然后,... 针对风电叶片极易出现损伤和故障,且制造和维护成本高昂等问题,提出了一种基于改进YOLOv8模型的风电叶片表面损伤检测与识别方法。首先,将现场拍摄到的高清叶片图像作为实验数据集,并将其按比例随机划分为训练集、验证集和测试集;然后,在YOLOv8模型中引入了动态数据增强算法Mosaic、Mixup及离线数据增强算法Albumentations,对训练数据集进行了扩充,解决了模型在有限数据集下的泛化性问题;最后,使用卷积注意力模块(CBAM)和梯度协调机制(GHM)/Focal loss算法等手段加强了模型的损伤检测能力,改进了样本分布不均衡问题,建立了一种先进的风电叶片表面损伤检测与识别方法,提升了YOLOv8模型对叶片损伤的检测精度。研究结果表明:改进后的YOLOv8模型在计算量和参数量都较低的情况下,其平均精度(AP)、平均召回率(AR)都超越了同等配置下的快速区域卷积神经网络(Faster R-CNN)模型。改进后的YOLOv8模型在交并比(IoU)阈值为0.5时的AP和AR分别达到了73.2%和58.8%,验证了该方法在风电叶片损伤检测方面具有一定的可靠性和有效性。 展开更多

关键词 风电叶片损伤识别 YOLOv8 目标检测 数据增强算法 卷积注意力模块 梯度协调机制 平均精度 平均召回率 快速区域卷积神经网络 交并比

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储能锂电池包浸没式液冷系统散热设计及热仿真分析 被引量：6

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作者 李岳峰 徐卫潘 +6 位作者 韦银涛 丁纬达 孙勇 项峰 吕游 伍家祥 夏艳 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3534-3544,共11页

作为最主流的储能电池液冷技术,间接冷板冷却技术相比风冷技术虽然实现了在电池换热和均温效果上的突破,但仍存在着电芯顶底区域温差过大、液冷管路循环阻力过大和功耗过高等问题。为解决这些问题,本工作以某型电池包作为研究对象,设计... 作为最主流的储能电池液冷技术,间接冷板冷却技术相比风冷技术虽然实现了在电池换热和均温效果上的突破,但仍存在着电芯顶底区域温差过大、液冷管路循环阻力过大和功耗过高等问题。为解决这些问题,本工作以某型电池包作为研究对象,设计了一种新型的直接浸没式电池包冷却系统,即采用直接浸没式冷却技术将电池包直接置于冷却液中冷却。通过数值仿真对该浸没式系统进行了温度场和流场特性的评估,并与冷板式冷却系统进行对比。接着分别探究了浸没冷却液流量、电芯间距和喷射孔数量对于浸没电池包温度场的影响。研究发现:相比于冷板冷却系统,浸没式冷却系统下电池包顶面最高温度和最大温差均明显下降,系统整体冷却性能显著提升;同时浸没电芯顶底区域最大温差大幅度缩小,有效解决了冷板冷却时存在的顶底区域温差过大的问题;随着冷却液流量和电芯间距的增加,电池包顶面最高温度和最大温差均不同程度下降,但其温度下降率逐渐下降;喷射孔数量的增加使得电池包顶面最高温度略微下降,但最大温差明显提升。 展开更多

关键词 储能电池包 直接浸没式冷却 热特性

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风电机组高塔一阶涡激振动特性研究

15

作者 李学平 罗勇水 +3 位作者 张军华 林勇刚 赵海燕 杨世锡 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期197-204,共8页

针对风力发电机组钢制高塔的涡激振动问题,采用固体-流体相结合的仿真方法对停机状态的塔架一阶涡激振动特性进行研究。首先以某2.5 MW、140 m高塔机组为研究对象,建立塔架-叶片耦合结构仿真模型,利用模态和CFD仿真分析塔架一阶涡激振... 针对风力发电机组钢制高塔的涡激振动问题,采用固体-流体相结合的仿真方法对停机状态的塔架一阶涡激振动特性进行研究。首先以某2.5 MW、140 m高塔机组为研究对象,建立塔架-叶片耦合结构仿真模型,利用模态和CFD仿真分析塔架一阶涡激振动的共振频率和共振风速范围,表明该风电机组塔架存在发生一阶涡激振动的风险;然后提出一种基于固体-流体迭代快速仿真一阶涡激振动最大位移计算方法,考虑叶片对塔架涡激振动的耦合作用,得到最大振动位移。现场测试表明实测最大一阶涡激振动位移与仿真结果基本相符,验证了该仿真方法的准确性。 展开更多

关键词 风电机组 涡激振动 最大位移 固体-流体迭代 现场测试

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不同海域水文环境与风力机疲劳载荷差异性研究 被引量：2

16

作者 葛君 陈前 +1 位作者 王瑞良 孙勇 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期205-209,共5页

在整机基础支撑结构的设计开发过程中,了解波浪载荷对海上风力发电机组疲劳载荷的影响至关重要。该文选取中国沿海地区部分典型海上风电场址,通过波浪凝聚及JONSWAP谱,对所选典型场址的波浪水文条件进行分析处理,并以此为变量,仿真研究... 在整机基础支撑结构的设计开发过程中,了解波浪载荷对海上风力发电机组疲劳载荷的影响至关重要。该文选取中国沿海地区部分典型海上风电场址,通过波浪凝聚及JONSWAP谱,对所选典型场址的波浪水文条件进行分析处理,并以此为变量,仿真研究不同波浪对于海上风力发电机组关键部件的疲劳载荷影响。最后,引入风浪异向,更贴合实际地评估波浪对疲劳载荷的影响。 展开更多

关键词 海上风力发电机组 波浪载荷 水文环境 疲劳载荷 塔底载荷 基础设计

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基于多体动力学的风电机组偏航系统载荷响应分析 被引量：2

17

作者 孙哲杰 白聪儿 +2 位作者 陈斌 刘勇 聂新宇 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第11期1947-1957,共11页

针对风力发电机组偏航系统在复杂载荷下的冲击激励响应研究仍处于起步阶段,为了辅助解决偏航系统在复杂激励下故障频发这一问题,提出了一种基于多体动力学的风电机组偏航系统载荷响应分析方法。首先,以停机时刻出现摇摆现象的某兆瓦级... 针对风力发电机组偏航系统在复杂载荷下的冲击激励响应研究仍处于起步阶段,为了辅助解决偏航系统在复杂激励下故障频发这一问题,提出了一种基于多体动力学的风电机组偏航系统载荷响应分析方法。首先,以停机时刻出现摇摆现象的某兆瓦级风电机组偏航系统为研究对象,建立了偏航系统多体动力学仿真模型,对风电机组偏航驱动在启停机、偏航过程中的载荷响应进行了分析;然后,根据现场建压站建压曲线和偏航驱动器的摆动方向,分析了造成偏航驱动在停机时刻摆动的原因;接着,采用动力学仿真分析的方法研究了偏航系统停机策略对螺栓所受拉力的影响,并在风场设置对照组进行了验证;最后,在偏航系统生产企业搭建了测试平台,开展了偏航系统测试,根据偏航过程中的扭矩波动幅值和周期,验证了偏航驱动模型的有效性。研究结果表明:摇摆问题的主要原因是偏航停机时刻的驱动组件与主机架结合面承受了过大的倾覆力矩,造成结合面上的螺栓承受了245.21 kN的拉力,超过了本身屈服强度的拉伸应力220.5 kN;对偏航控制策略进行了优化,将偏航液压刹车释放延时由1.5 s改为0.1 s,螺栓所受拉力降至220.48 kN;开展了偏航系统多体动力学仿真研究,为分析和解决偏航系统现场故障提供了数据支持,可有效提高偏航系统故障的解决效率。 展开更多

关键词 风电机组 复杂激励 偏航系统故障诊断 载荷响应分析 停机策略 齿轮啮合接触冲击 Simpack/ANSYS

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大型风电机组双TRB主轴承装配过程仿真及测试研究 被引量：1

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作者 何先照 鲍陈马 +2 位作者 徐立晖 白璐 洪誉阳 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第12期2195-2203,共9页

在风力发电机组运行过程中,常存在由于安装不到位而导致轴系的预紧力达不到设计值的问题。为此,建立了某MW级风电机组的传动系统模型,针对主轴承装配过程展开了仿真分析和试验测试。首先,研究了轴承内外套圈与主轴、轴承座过盈配合导致... 在风力发电机组运行过程中,常存在由于安装不到位而导致轴系的预紧力达不到设计值的问题。为此,建立了某MW级风电机组的传动系统模型,针对主轴承装配过程展开了仿真分析和试验测试。首先,研究了轴承内外套圈与主轴、轴承座过盈配合导致的轴系轴向移动,以及竖直安装状态下轴承座对于预紧力的影响;然后,对比分析了不同压紧量及不同运行温度下轴系产生的预紧力大小;最后,在常温下,对主轴承的装配过程开展了位移测试,测量了从前轴承合套后至压紧盖锁紧过程中前轴承内外套圈的相对位移情况。研究结果表明:轴系的轴向位移与轴承套圈过盈量成正比;竖直安装状态下,轴承座重力会导致主轴承产生一定的预紧;轴承运行时,预紧力大小与轴承运行时内外圈温差呈正相关,与轴系平均温度大小无关。位移实测结果与仿真值误差为5.3%,验证了上述轴承装配有限元仿真方法的准确性及安装的可靠性。 展开更多

关键词 风电机组主轴承 双圆锥滚子轴承 传动链结构 预紧力 轴系位移 轴承过盈量

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叶片失效条件下风电机组动力学响应数值模拟研究

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作者 牟哲岳 孙勇 +2 位作者 王瑞良 白聪儿 林勇刚 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期510-517,共8页

研究叶片失效条件下风电机组整机动力学响应数值模拟方法,以NREL 5 MW机组为对象,基于Simpack软件,建立风电机组整机气-弹-控联合仿真模型,分析紧急停机措施下叶片失效机组的动力学响应特征。在此基础上,通过参数化分析揭示了叶片失效... 研究叶片失效条件下风电机组整机动力学响应数值模拟方法,以NREL 5 MW机组为对象,基于Simpack软件,建立风电机组整机气-弹-控联合仿真模型,分析紧急停机措施下叶片失效机组的动力学响应特征。在此基础上,通过参数化分析揭示了叶片失效所在相位角、叶片失效长度、风速、湍流度、顺桨速率、反应时间等多种因素对于叶片失效条件下机组动力学响应的非线性影响规律。提出一种发电机扭矩随风轮转速下降的优化停机方案,通过数值模拟得到的机组动力学响应曲线验证了该方案的有效性。 展开更多

关键词 风力机叶片 风电机组 失效分析 动力学响应 数值模拟

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基于修正参数k-l湍流模型的复杂地形流动研究

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作者 陈以勒 陈锐俨 +1 位作者 潘航平 姜婷婷 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期648-655,共8页

针对风资源精细化评估需求,提出采用实际测风数据修正k-l湍流模型的关键参数,以提高数值仿真对大尺度复杂地形流动的准确性和适用性。在此过程中,首先介绍k-l模型的求解过程并开展网格分辨率研究;其次利用实际测风数据修正模型参数并使... 针对风资源精细化评估需求,提出采用实际测风数据修正k-l湍流模型的关键参数,以提高数值仿真对大尺度复杂地形流动的准确性和适用性。在此过程中,首先介绍k-l模型的求解过程并开展网格分辨率研究;其次利用实际测风数据修正模型参数并使用典型案例进行验证;最后以中国华南地区某实际风电场为对象,将其与k-ε模型进行对比分析以验证其有效性和优越性。结果表明,相比于k-ε模型,原始k-l模型由于高估了尾流影响,导致预测误差偏大;而修正参数后的k-l模型能有效提升精度,风加速因子和发电量等效小时数的平均相对误差分别降低5.1%和7%。因此,在k-l模型的实际应用过程中,需利用实际测风数据修正参数,或将参数B1的量级调整为102。 展开更多

关键词 风力发电 湍流模型 数值方法 复杂地形 测风数据

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