极端运行阵风下后掠型风力机叶片的气动特性研究

郭坤翔; 李德源; 黄俊东

doi:10.12052/gdutxb.190159

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极端运行阵风下后掠型风力机叶片的气动特性研究

综合研究 | 更新时间：2026-05-27

- 极端运行阵风下后掠型风力机叶片的气动特性研究
- A Study of Aerodynamic Characteristics of Back-swept Wind Turbine Blades under Extreme Operating Gusts
- 广东工业大学学报 2020年37卷第5期页码：100-104
- 作者机构：
  
  广东工业大学机电工程学院,广东,广州,510006
- 作者简介：
  
  郭坤翔(1993–)，男，硕士研究生，主要研究方向为风力机气动载荷和结构响应
  李德源(1965–)，教授，主要研究方向为风力机结构与动力学分析和机械振动，E-mail：lidey@gdut.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51776044);广东省科技计划项目(2017A010104016)
- DOI：10.12052/gdutxb.190159
  中图分类号： TK89
- 网络首发：2020-09-17，
  
  纸质出版：2020
- 稿件说明：
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郭坤翔, 李德源, 黄俊东. 极端运行阵风下后掠型风力机叶片的气动特性研究[J]. 广东工业大学学报, 2020, 37(5): 100-104.

Guo Kun-xiang, Li De-yuan, Huang Jun-dong. A Study of Aerodynamic Characteristics of Back-swept Wind Turbine Blades under Extreme Operating Gusts[J]. 2020, 37(5): 100-104.
郭坤翔, 李德源, 黄俊东. 极端运行阵风下后掠型风力机叶片的气动特性研究[J]. 广东工业大学学报, 2020, 37(5): 100-104. DOI： 10.12052/gdutxb.190159.

Guo Kun-xiang, Li De-yuan, Huang Jun-dong. A Study of Aerodynamic Characteristics of Back-swept Wind Turbine Blades under Extreme Operating Gusts[J]. 2020, 37(5): 100-104. DOI： 10.12052/gdutxb.190159.

摘要

基于多体系统动力学和升力线气动模型

考虑柔性后掠叶片动态失速和气动弹性耦合问题

建立了风力机气弹耦合模型

研究极端运行阵风及阵风作用时间对某5 MW后掠风力机叶片气动性能的影响。结果表明: 极端运行阵风对叶根挥舞力矩、功率、攻角、升力系数和轴向推力等气动特性具有较大影响。研究工作对风力机的结构优化设计和疲劳寿命设计具有重要作用。

Abstract

Based on multi-body system dynamics and lift line aerodynamic model

considering dynamic stall and aeroelastic coupling of flexible back-swept blades

a wind turbine aeroelastic coupling model is established to study the effect of extreme operating gusts and duration of the gusts on the aerodynamic performance of a 5 MW back-swept wind turbines blades. The results show that extreme operating gusts have a great influence on aerodynamic characteristics

such as the flapwise root moment

power

angle of attack

lift coefficient and thrust. The research work has an important significance for wind turbine’s structural optimization and fatigue life design.

关键词

Keywords

references

MCKENNA R, OSTMANV P, FICHTNER W, et al . Key challenges and prospects for large wind turbines [J ] . Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, 53: 1212-1221.

International Electrotechnical Commission. Wind turbines, part1: design requirements IEC 61400-1[S]. Geneva: International Electrotechnical Commission, 2005.

Germanischer Lloyd. Guideline for the certification of wind turbines: GL 2010[S]. Hamburg: Germanischer Lloyd, 2010.

LI R N, LI H, LI D S, et al . Aerodynamic characteristics of wind turbine under extreme operating gusts [J ] . Journal of Lanzhou University of Technology, 2018, 44(2): 59-64.

LI R N, ZHENG L K, LI D S, et al . Study of dynamic stall of wind turbine under extreme wind condition [J ] . Journal of Lanzhou University of Technology, 2019, 45(3): 51-55.

莫文威. 基于多体模型的水平轴风力机气弹耦合分析[D].广州: 广东工业大学, 2013.

汪显能.水平轴风力机非定常气动载荷与气弹耦合分析[D].广州: 广东工业大学, 2016.

ZHANG L W, LIANG S, YANG F, et al . Extreme load analysis of large scale wind turbine blade under extreme gust condition [J ] . Acta Energiae Solaris Sinica, 2016, 37(6): 1573-1578.

ZHANG W G, WANG Y F, LIU R J, et al . Analysis of unsteady aerodynamic performance on wind turbine smart blade [J ] . Acta Energiae Solaris Sinica, 2019, 40(4): 1171-1178.

JING J G, YIN Y F, GAO C R, et al . Analysis of wind turbine coupling dynamics under extreme load [J ] . Machinery Design Manufacture, 2014(6): 199-202.

WIM B. Investigation of spatial gusts with extreme rise time on the extreme loads of pitch-regulated wind turbines [J]. Wind Energy, 2005, 8(1): 17-34.

ZHAO X Y, PETER M, WU J Y, et al . A new multibody modelling methodology for wind turbine structures using a cardanic joint beam element [J ] . Renewable Energy, 2007, 32: 532-546.

HANSEN M. Aeroelastic properties of backward swept blades[C]// 49th AIAA Aerospace Sciences Meeting. Orlando: [s.n.], 2011. Doi: 10.2514/6.2011-260.

CAI G P, HONG J Z. Dynamic analysis of a flexible hub-beam system [J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2004(3): 248-253.

王强.水平轴风力机三维空气动力学计算模型研究[D]. 北京: 中国科学院大学, 2014.

HANSEN M H, GAUNAA M, MADSEN H A, et al. A Beddoes-Leishman type dynamic stall model in state-space and indicial formulations[R]. Denmark: RisØ National Laboratory, 2004.

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