抑制风力发电机叶片高频振动的尾缘襟翼主动控制方法
2021-10-17刘廷瑞孙长乐李善耀张晓林刘桂芳
工程科学与技术 2021年5期
关键词:振动
刘廷瑞,孙长乐,李善耀,张晓林,刘桂芳
(山东科技大学 机械电子工程学院,山东 青岛 266590)
长期以来,学者们认为基于失速颤振和经典颤振的挥舞/摆振/扭转耦合位移的发散不稳定运动是回转叶片(如风力机和直升机叶片)结构断裂失效的重要原因,其中挥舞/扭转(弯扭)运动造成的失效是其中表现之一[1–2]。而近年来,尾缘襟翼结构被广泛用于叶片气弹减载和颤振控制。Haselbach[3]提出了一种基于壳体单元模型的先进叶片建模方法,其中尾缘区域中的粘结线通过实心砖元件离散化,这可以提高风轮机叶片的结构预测的可靠性。Llorente等[4]提出了一种新的实验方法,重点研究了具有尾缘锯齿的风力机叶片的空气动力性能的变化,以及具体的设计过程和预测方法。Chen等[5]设计了一种尾缘流量控制装置并讨论了其性能,包括通过求解旋转框架内的3维雷诺平均方程,在风轮上安装微插片并在尾缘设计微射流单元,以达到减载目的。张文广等[6]以NREL–5MW风力机为研究对象,实现了智能叶片风力机建模及多目标尾缘襟翼控制,研究了尾缘襟翼在风力机主动降载和功率控制方面的效果。张广兴[7]将风力机叶片描述为展向分布尾缘襟翼的复合材料悬臂梁叠层板,通过瑞利–里茨法实现了结构建模,建立了气弹模型,实现了振动频率分析和主动振动控制。穆安乐等[8]将风力机叶片简化为展向分布尾缘襟翼的复合材料悬臂梁叠层板,通过瑞利–里茨法实现了结构建模,并结合Theodorsen气动力,建立了气弹模型,最后采用模型预测控制算法实现了主动振动控制。……
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