《现代风力涡轮叶片的非线性模型基于模态的损伤识别》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: 董璐
  • 发布时间:2016-04-15
  • 本文中,基于模态指数被用于风力涡轮机叶片的损伤识别。对比许多先前的研究,由于大型现代风力涡轮机叶片的结构变形,几何非线性被考虑在内。在第一步骤中,在旋转叶片的有限元模型(FEM)被求解,得到下运行的空气动力学载荷的变形结构的模态特征。接着,对各种基于模态损伤指数包括频率,振型,模态形状,模态保证,模态应变能(MSE)和指数的差(完整和受损叶片之间)的曲率精度和效率进行研究。为了适应非线性建模的MSE指数计算,一种新的方法被引入到包括结构的非线性的效果。此外,对损坏的长度,它的位置和严重程度,以及转速和负载的振幅的效果也进行了研究。通用5兆瓦叶片NREL用于模拟研究。结果显示模式形状曲率足够的灵敏度和MSE指数的局部损伤。而且,在损伤检测现代风力涡轮机的几何非线性的重要性被证明。

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    • 编译者:董璐
    • 发布时间:2015-12-13
    • 一款可根据当地的风速分布而采用可变运行条件,为风力涡轮机叶片进行形状优化的计算框架研发问世。该数字工作流由基于遗传算法的优化控制器,基于计算流体动力学的模拟器与三维几何建模所组成。 改进后的数字工作流还实现了工作流过程的耦合流动与包括相应数据挖掘在内的独立应用程序数据传递。有几种方式为在3D形状模拟中被工作流所改进与采用。其包括定义二维参数曲线进而结合运算几何运行器放样为3D模型以及采用通用3D形状表示的全3D参数曲面模型。文中案例研究表明,风力涡轮机叶片采用形状定制,将朝着对于给定的任何位置涡轮机均有最佳性能的可喜方向发展。因此改进后的计算工作流可被视为对可再生能源系统进行定制优化的数字设备。
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    • 编译者:董璐
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    •         此项工作旨在通过使用含弦与扭矩参数的克里金函数的替代模型,并将三种不同翼型作为设计变量,来增加一种新的方法优化风力涡轮机叶片的性能,使年度能源生产效益最大化。         通过结合遗传算法与基于局部搜索的SQP算法来开发新型模型。叶片的基线设计起始于第六期叶片的翻版以及BEM的MATLAB脚本,该六期叶片来源于与美国国家航空航天局实验室,所用脚本用于叶素动量理论(BEM)在空气动力学上的分析。结果表明使用该方法,在能源生产方面得到了23%的提升。