排灌机械工程学报

作者：陈坤*,赵培尧,冯文慧,贵红亮,郝振华

单位：新疆大学机械工程学院, 新疆 乌鲁木齐 830017

关键词：风力机叶片,气动弹性变形,仿鸮翼型,单向流固耦合,固有频率

基金：新疆维吾尔自治区自然科学基金资助项目(2022D01C33);新疆维吾尔自治区研究生科研创新项目(XJ2022G049);国家自然科学基金资助项目(51765062)

为抑制风力机叶片的气动弹性变形,提出一种用于大型风力机的仿鸮类翼型改型设计方案.通过单向流固耦合方法分析了仿生翼型对叶片气动弹性变形的影响,并通过模态分析和共振响应阐述了仿生翼型抑制叶片气动弹性变形的机理.结果发现:与模型叶片相比,仿生翼型叶片气动弹性变形量降低了11.05%.仿生翼型使叶片压力面应力分布趋势发生改变,使叶片压力面的最大应力值由叶中转移至前缘.仿生翼型使叶片上下表面的压力差提高,且吸力面的压力值约为原来的2倍,使叶片提高了在挥舞方向的抗变形能力.同时,叶片的气动性能有所提高.仿生翼型使叶片的一阶至六阶固有频率升高;仿生翼型使叶片在挥舞方向上的共振变形量减小了89.23%,叶片的共振速度和加速度幅值也降低了.故仿生翼型能够有效抑制叶片的气动弹性变形,其设计方法及结论可为抑制大型风力机叶片的气动弹性变形研究提供一种新思路.

来源：2024年第4期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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