風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)

目錄
第1章西部風(fēng)資源特點(diǎn)(1)
1.1風(fēng)資源評(píng)估(1)
1.1.1測(cè)風(fēng)塔實(shí)際選點(diǎn)具體要求(1)
1.1.2風(fēng)向(2)
1.1.3風(fēng)速(2)
1.2風(fēng)資源評(píng)估基礎(chǔ)理論(2)
1.2.1威布爾分布模型(3)
1.2.2瑞利分布模型(3)
1.2.3參數(shù)估計(jì)法(4)
1.2.4*小二乘法(4)
1.2.5極大似然估計(jì)法(5)
1.2.6風(fēng)速擬合相關(guān)系數(shù)(6)
1.2.7平均風(fēng)能密度和有效風(fēng)能密度(6)
1.2.8風(fēng)能參數(shù)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)值計(jì)算(7)
1.3風(fēng)況及風(fēng)特性分析(8)
1.3.1玫瑰圖(8)
1.3.2垂直風(fēng)切變及其分析方法(8)
1.3.3風(fēng)速估計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)求解流程(10)
1.3.4風(fēng)速分布參數(shù)估計(jì)實(shí)例(11)
1.3.5標(biāo)準(zhǔn)高度處風(fēng)速分布(11)
本章參考文獻(xiàn)(13)
第2章微觀選址案例分析(15)
2.1測(cè)風(fēng)塔概況(15)
2.1.1測(cè)風(fēng)塔代表性分析(15)
2.1.2測(cè)風(fēng)塔代表年選擇(15)
2.2數(shù) 據(jù) 檢 驗(yàn)(15)
2.2.1完整性檢驗(yàn)(16)
2.2.2合理性檢驗(yàn)(16)
2.3不合理數(shù)據(jù)和缺測(cè)數(shù)據(jù)處理(17)
2.3.1缺測(cè)數(shù)據(jù)的處理(17)
2.3.2不合理數(shù)據(jù)的處理(17)
2.4風(fēng)電場(chǎng)北部區(qū)域輪轂高度處風(fēng)資源分析(17)
2.4.1平均風(fēng)速和風(fēng)功率密度(17)
2.4.2風(fēng)速頻率和風(fēng)能頻率分布(20)
2.4.3風(fēng)向頻率及風(fēng)能密度頻率分布(21)
2.5風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址空氣密度(24)
2.6風(fēng)電場(chǎng)區(qū)50年一遇*大風(fēng)速計(jì)算(26)
本章參考文獻(xiàn)(27)
第3章風(fēng)速模型(29)
3.1葉片風(fēng)載荷數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)方法及其與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組間的相互作用關(guān)系(29)
3.2風(fēng)速模型(30)
3.2.1Kaimal湍流模型(30)
3.2.2風(fēng)剪切模型(32)
本章參考文獻(xiàn)(33)
第4章風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片載荷模型(35)
4.1葉片簡介(35)
4.2葉片坐標(biāo)系(36)
4.3葉片載荷來源(37)
4.3.1空氣動(dòng)力載荷(38)
4.3.2重力載荷(38)
4.3.3離心力載荷(39)
4.4葉片幾何模型(40)
本章參考文獻(xiàn)(44)
第5章葉片氣動(dòng)外形計(jì)算模型(46)
5.1葉片氣動(dòng)設(shè)計(jì)理論(46)
5.1.1貝茨理論(46)
5.1.2動(dòng)量理論(48)
5.1.3葉素理論(49)
5.1.4葉素動(dòng)量理論(51)
5.1.5渦流理論(51)
5.1.6塔影效果(52)
5.2葉片翼型參數(shù)及分析(52)
5.2.1翼型幾何參數(shù)(53)
5.2.2翼型氣動(dòng)參數(shù)(54)
5.2.3作用于運(yùn)動(dòng)葉片上的力(54)
5.2.4升力系數(shù)與阻力系數(shù)(55)
5.2.5俯仰力矩系數(shù)(56)
5.2.6雷諾數(shù)(56)
5.2.7翼型表面粗糙度(57)
5.2.8馬赫數(shù)(57)
5.2.9葉片翼型選擇及其坐標(biāo)分布(57)
5.2.10葉片翼型外形數(shù)據(jù)的獲取(58)
5.2.11葉片翼型氣動(dòng)數(shù)據(jù)的獲取(59)
5.2.12葉片主要功率產(chǎn)生區(qū)翼型S82524氣動(dòng)特性分析(59)
5.3Wilson葉片設(shè)計(jì)法(61)
5.3.1普朗特修正模型(62)
5.3.2Glauert修正和Wilson修正因子(64)
5.4葉片梢部損失和根部損失修正(65)
5.5偏斜氣流修正(65)
5.6計(jì)算模型實(shí)例(66)
5.6.1弦長、扭角計(jì)算流程(66)
5.6.2扭角、弦長計(jì)算結(jié)果及其修正(67)
本章參考文獻(xiàn)(69)
第6章葉片有限元建模(71)
6.1葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡介(71)
6.1.1層合板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則(71)
6.1.2層合板設(shè)計(jì)方法(73)
6.1.3層合板強(qiáng)度校核準(zhǔn)則(77)
6.1.4葉片結(jié)構(gòu)及材料選擇(78)
6.2葉片鋪層設(shè)計(jì)(79)
6.2.1葉片材料力學(xué)性能(79)
6.2.2葉片參數(shù)化模型的構(gòu)建(80)
本章參考文獻(xiàn)(84)
第7章葉片尾緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(86)
7.1葉片靜強(qiáng)度校核(86)
7.1.1靜強(qiáng)度試驗(yàn)(86)
7.1.2靜強(qiáng)度校核(87)
7.1.3葉片尾緣失效分析(90)
7.2不同工況下葉片氣動(dòng)力、氣動(dòng)剪力、彎矩的分布情況(90)
7.2.1葉片撓度(92)
7.2.2雙向布鋪層厚度(93)
7.2.3單向布鋪層厚度(93)
7.2.4夾芯層厚度(93)
7.2.5葉根增強(qiáng)層厚度(95)
7.3葉片結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果與分析(96)
7.4葉片尾緣結(jié)構(gòu)優(yōu)化(99)
7.4.1尾緣建模(99)
7.4.2尾緣結(jié)構(gòu)優(yōu)化(100)
本章參考文獻(xiàn)(102)
第8章復(fù)合材料葉片的結(jié)構(gòu)優(yōu)化(104)
8.1遺傳算法(104)
8.1.1遺傳算法簡介(104)
8.1.2葉片結(jié)構(gòu)優(yōu)化(106)
8.1.3遺傳算法過程(106)
8.1.4遺傳算法對(duì)約束條件的處理(106)
8.2葉片外形參數(shù)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立(107)
8.2.1確定的設(shè)計(jì)變量情況(107)
8.2.2確定優(yōu)化目標(biāo)(108)
8.2.3設(shè)計(jì)的適應(yīng)度函數(shù)(108)
8.3葉片氣動(dòng)性能優(yōu)化設(shè)計(jì)程序(109)
8.4優(yōu)化結(jié)果分析(109)
8.5葉片結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型(111)
8.5.1構(gòu)建質(zhì)量*小的葉片優(yōu)化數(shù)學(xué)模型(112)
8.5.2鋪層優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算(113)
8.5.3葉片主梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型(114)
8.6柔性葉片氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)參數(shù)耦合優(yōu)化(117)
8.6.1優(yōu)化設(shè)計(jì)的建模(117)
8.6.2氣動(dòng)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化計(jì)算(118)
本章參考文獻(xiàn)(119)
第9章葉片模態(tài)參數(shù)提取及靈敏度(121)
9.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片模態(tài)分析(121)
9.2葉片模態(tài)靈敏度(123)
9.2.1模態(tài)靈敏度(123)
9.2.2葉片模態(tài)(124)
9.2.3葉片模態(tài)靈敏度(124)
9.3風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化(127)
9.3.1優(yōu)化設(shè)計(jì)方案(127)
9.3.2優(yōu)化結(jié)果及分析(128)
本章參考文獻(xiàn)(129)
第10章葉片結(jié)構(gòu)穩(wěn)健性(131)
10.1Kriging模型建模理論(131)
10.1.1基于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)Kriging近似模型(131)
10.1.2基于Monte Carlo（蒙特卡羅）方法模擬穩(wěn)健性參數(shù)(132)
10.2葉片鋪層參數(shù)穩(wěn)健性優(yōu)化(133)
10.2.1葉片鋪層參數(shù)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型(133)
10.2.2葉片結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)優(yōu)化算例1(134)
10.2.3葉片結(jié)構(gòu)穩(wěn)健性優(yōu)化算例2(136)
10.2.4結(jié)果分析與討論(137)
本章參考文獻(xiàn)(140)
第11章準(zhǔn)三維結(jié)冰葉片有限元建模方法(142)
11.1葉片結(jié)冰理論簡介(142)
11.1.1結(jié)冰氣象條件(142)
11.1.2結(jié)冰類型(142)
11.1.3影響葉片結(jié)冰的主要因素(143)
11.2準(zhǔn)三維結(jié)冰葉片有限元建模(144)
11.2.1二維翼型結(jié)冰計(jì)算方法(144)
11.2.2各關(guān)鍵截面結(jié)冰形態(tài)(150)
11.3葉片靜力學(xué)特性(154)
11.3.1葉片靜力學(xué)分析(154)
11.3.2初始條件設(shè)置(154)
11.3.3結(jié)果分析(156)
本章參考文獻(xiàn)(157)
第12章覆冰對(duì)葉片氣動(dòng)性能的影響(159)
12.1二維結(jié)冰計(jì)算方法(159)
12.1.1驗(yàn)證方法(159)
12.1.2NACA 4409翼型網(wǎng)格劃分(160)
12.1.3驗(yàn)證結(jié)果分析(160)
12.1.4結(jié)冰翼型氣動(dòng)性能預(yù)測(cè)(161)
12.2結(jié)冰葉片模型(164)
12.2.1GL 2010規(guī)范指定結(jié)冰質(zhì)量(164)
12.2.2葉片結(jié)冰質(zhì)量計(jì)算方法(165)
12.3葉片穩(wěn)態(tài)載荷計(jì)算(167)
本章參考文獻(xiàn)(170)
第13章風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片流固耦合分析及穩(wěn)定性分析(172)
13.1葉片運(yùn)動(dòng)學(xué)微分方程(172)
13.2流固耦合環(huán)境下的葉片響應(yīng)分析(174)
13.2.1建立流固耦合流場(chǎng)計(jì)算模型(174)
13.2.2流場(chǎng)網(wǎng)格的劃分(174)
13.2.3流固耦合的邊界條件設(shè)置方法(175)
13.2.4流固耦合數(shù)值模擬結(jié)果及分析(175)
13.3葉片屈曲穩(wěn)定性(179)
13.3.1葉片屈曲理論(179)
13.3.2屈曲穩(wěn)定性分析方法(180)
13.3.3屈曲穩(wěn)定性分析結(jié)果與討論(180)
本章參考文獻(xiàn)(183)
第14章風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片振動(dòng)響應(yīng)分析(184)
14.1葉片模態(tài)分析(184)
14.1.1葉片材料參數(shù)和約束(184)
14.1.2網(wǎng)格劃分(185)
14.1.3分析類型及求解選項(xiàng)設(shè)置(186)
14.2葉片預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析結(jié)果與討論(187)
14.3結(jié)冰葉片模態(tài)分析(190)
本章參考文獻(xiàn)(194)
第15章風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片動(dòng)力學(xué)分析及疲勞分析(196)
15.1葉片動(dòng)力學(xué)特征方程(196)
15.2葉片振動(dòng)諧響應(yīng)分析(197)
15.2.1諧響應(yīng)分析基本流程(197)
15.2.2葉片振動(dòng)諧響應(yīng)分析(198)
15.3葉片疲勞壽命(199)
15.3.1線性疲勞累計(jì)損失理論(200)
15.3.2葉片疲勞載荷譜(201)
本章參考文獻(xiàn)(205)