陈刚
- 作品数：5 被引量：12H指数：2
- 供职机构：重庆大学机械工程学院机械传动国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理机械工程更多>>
- 水平轴风力机叶片弯弯耦合气弹响应分析被引量：2
- 2020年
- 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。
- 陈刚陈进庞晓平
- 关键词：风力机叶片气弹响应气动阻尼水平轴
- 考虑弯扭变形的风力机叶片结构优化被引量：8
- 2018年
- 根据叶片几何形状建立叶片载荷等效模型,利用该载荷等效模型将叶素动量理论计算所得载荷等效成分布载荷的形式,同时建立叶片参数化有限元模型,将等效得到的分布载荷施加到叶片参数化有限元模型表面,并分析叶片腹板方位和铺层铺设角度对叶片变形的影响。然后结合粒子群算法与参数化有限元模型建立数学优化模型,以扭转变形为约束条件之一以限制叶片扭转发散。对某850 kW纤维增强型复合材料风力机叶片进行优化设计,优化其铺层厚度、腹板方位和铺层铺设角度。优化结果表明,在保持叶片叶尖挥舞变形和叶尖扭转变形不变的前提下,叶片质量减轻6.304%。
- 陈进陈刚谢翌
- 关键词：风力机叶片粒子群算法
- 基于静气弹性能的风力机翼型设计被引量：2
- 2020年
- 引入翼型静气弹性能,即气动扭矩对扭转位移的敏感性和扭转位移诱发平移位移的能力,敏感性和能力越低,静气弹性能越好。结合改进的粒子群算法和基于通用集成理论的翼型参数化表达方法,兼顾气动性能和静气弹性能建立优化模型,对现有常用薄翼型NACA 64618进行替代优化设计,新翼型的部分气动性能和静气弹性能都有所提高。就NREL 5 MW参考风力机叶片,用新翼型替换NACA 64618并对额定工况进行仿真,仿真过程中对风速施加一个正弦脉冲,结果表明替换的叶片对脉冲的敏感性低于原叶片,且扭转位移更接近于零,可证明新翼型对叶片的扭转发散有一定抑制作用。
- 陈刚陈进孙振业庞晓平
- 关键词：风力机翼型粒子群算法
- 局部瞬态风况下风力机叶片载荷计算
- 2020年
- 对叶素动量理论(BEM)进行改进,动量理论的计算仍在风轮坐标系下进行,而叶素理论的计算在叶片的局部坐标系下进行。在局部坐标系下能更准确地利用二维翼型的特性来计算气动载荷,同时也能更好地调用Beddoes-Leishman(B-L)模型,从而全面考虑到风轮锥角、局部风况甚至叶片弯曲变形的影响。再将动量理论和叶素理论统一在风轮坐标系下完成迭代。采用B-L模型预测二维翼型的动态气动性能时应用切向力分离点计算分离流切向力,从而提高模型对动态气动阻力的预测精度。结合改进的BEM理论和动态效应模型对Tjaereborg 2 MW风力机进行仿真,所得叶根挥舞弯矩相比经典BEM更接近测试值。
- 陈刚陈进庞晓平
- 关键词：风力机动态入流
- 风力机专用翼型气动结构一体化设计被引量：5
- 2016年
- 基于保角变换理论,提出了风力机专用翼型气动结构一体化设计方法。该方法结合西奥道生理论和B样条曲线对风力机翼型进行参数化表达;以翼型气动和结构性能最优为目标,建立了翼型优化数学模型;运用RFOIL软件求解气动特性、利用Matlab求解翼型结构特性,结合改进的遗传算法对翼型进行优化设计。优化得到相对厚度为21%的新翼型CQUL210,并将该翼型与国际知名的风力机翼型DU93-W-210进行了对比分析,结果表明:在设计攻角范围内,新翼型在自由转捩和固定转捩条件下气动性能都更加优越。有限元分析结果表明,新设计的CQUL210翼型的结构性能优于DU93-W-210翼型。本文方法对提高叶片捕风能力和减轻叶片质量具有重大意义。
- 陈进李松林孙振业陈刚
- 关键词：机械设计风力机翼型遗传算法气动性能结构性能
