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湍流风况顺桨风力机叶片气动阻尼特性研究
1
作者 唐新姿 李可翔 +2 位作者 何文双 胡聪芳 彭锐涛 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1366-1376,共11页
当前风电技术大型化发展,叶片气弹失稳问题特别是特殊工况下的稳定性问题成为国内外各界关注的热点和难点.湍流风况下顺桨风电叶片气弹稳定性直接影响风电机组的安全可靠性.气动阻尼是叶片稳定性判断的重要指标.为探究湍流风况顺桨风电... 当前风电技术大型化发展,叶片气弹失稳问题特别是特殊工况下的稳定性问题成为国内外各界关注的热点和难点.湍流风况下顺桨风电叶片气弹稳定性直接影响风电机组的安全可靠性.气动阻尼是叶片稳定性判断的重要指标.为探究湍流风况顺桨风电叶片气弹失稳特性规律,以NERL 5 MW风力机叶片为研究对象,基于修正叶素动量理论、欧拉-伯努利梁模型和气动阻尼计算方法,建立顺桨叶片气动阻尼计算模型,采用Kaimal湍流风模型进行瞬态分析,获得风况参数对风力机叶片气动稳定性的影响规律及叶片的气动失稳概率,为大型风力机叶片气弹稳定性设计与控制提供参考.结果表明:顺桨叶片气动阻尼在全周风向上呈180°周期特性,且25°风向为相对危险工况;风速越大气动阻尼负值越显著,气动不稳定风向范围越大,失稳概率越大;湍流强度增加,一阶挥舞气动阻尼下限降低幅度明显,气动不稳概率增加;湍流风况下顺桨叶片平面外方向的失稳概率较平面内方向更大,且两个方向失稳概率曲线呈相似周期性规律. 展开更多
关键词 风力机叶片 停机顺桨 气弹耦合 湍流强度 气动阻尼
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基于哨兵函数和S变换的风力机叶片材料损伤特性研究
2
作者 廖力达 舒王咏 +3 位作者 张芝铭 刘亮 冯飞 陈为强 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期656-663,共8页
利用声发射检测技术研究玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的损伤特性,在此过程中,采用哨兵函数来表征该材料的损伤程度,并通过S变换和模糊C均值(FCM)聚类来分析声发射信号,从而获得材料的损伤特征。三点弯曲实验结束后对试件断口进行扫描... 利用声发射检测技术研究玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的损伤特性,在此过程中,采用哨兵函数来表征该材料的损伤程度,并通过S变换和模糊C均值(FCM)聚类来分析声发射信号,从而获得材料的损伤特征。三点弯曲实验结束后对试件断口进行扫描电子显微镜(SEM)拍照来验证,可得:通过对SEM照片的分析得到基体开裂、纤维脱粘、分层破坏、纤维断裂4种损伤模式;对整个声发射事件进行哨兵函数分析,观察到试件在弯曲过程中哨兵函数曲线呈明显下降趋势;对依据哨兵函数划分的不同阶段的信号进行VMD降噪处理,然后采用S变换进行时频分析得到不同损伤的特征频率,最后采用FCM聚类进行验证。结果表明:哨兵函数值的突变可作为材料断裂的预警信号,材料损伤类型的识别可依据S变换的频率分布结果进行确定。 展开更多
关键词 风力机叶片 复合材料 声发射 损伤特性 哨兵函数 S变换
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基于声发射b值分析的风力机叶片材料损伤特性研究
3
作者 廖力达 陆正鹏 +3 位作者 叶捍 黄斌 舒王咏 张芝铭 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期172-180,共9页
风力发电机叶片主要材料玻璃纤维环氧树脂增强复合材料(GFRP)的损伤,会造成叶片寿命减少甚至断裂,必须进行损伤检测。采用声发射方法可分析GFRP复合材料损伤特性,实现在线监测叶片性能。该文采用声发射b值特征来表征GFRP损伤程度,并通... 风力发电机叶片主要材料玻璃纤维环氧树脂增强复合材料(GFRP)的损伤,会造成叶片寿命减少甚至断裂,必须进行损伤检测。采用声发射方法可分析GFRP复合材料损伤特性,实现在线监测叶片性能。该文采用声发射b值特征来表征GFRP损伤程度,并通过主成分分析和k-均值++算法进行声发射参数聚类来分析GFRP损坏模式。结果表明:1)对整个声发射事件进行b值分析,观察到GFRP试样在断裂前b值呈明显下降趋势,表明b值的变化率可作为材料断裂的预警信号。2)根据主成分分析9种声发射参数所占主成分比重,选择声发射信号的幅度、峰值频率两个特征参数。通过k-均值++算法对特征参数进行聚类分析,发现拉伸过程的声发射信号分为了4个簇,并找到每个簇的特征频率。3)通过使用扫描电子显微镜(SEM)对GFRP试样拉伸断口进行观察,得到4个簇分别对应于基体开裂、纤维/基体脱粘、分层和纤维断裂4种损伤模式。基于声发射b值分析方法适用于GFRP损伤特性研究,可在风力发电机叶片损伤检测领域推广。 展开更多
关键词 风力机叶片 声发射 复合材料 b值分析
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基于故障物理的风力机叶片可靠性仿真分析方法
4
作者 葛新宇 毕俊喜 +2 位作者 李海滨 聂晓波 刘江 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期29-40,共12页
提出一种基于故障物理的风力机叶片可靠性仿真分析方法,通过绘制任务剖面和载荷剖面图,将叶片材料、结构、环境条件和使用方式等参数加载到数值计算模型中,进行瞬态热力学、振动应力和多应力耦合分析。结果表明,最大应力和热集中主要发... 提出一种基于故障物理的风力机叶片可靠性仿真分析方法,通过绘制任务剖面和载荷剖面图,将叶片材料、结构、环境条件和使用方式等参数加载到数值计算模型中,进行瞬态热力学、振动应力和多应力耦合分析。结果表明,最大应力和热集中主要发生在叶片根部,变形主要发生在叶片中部到叶尖这段区间。从故障原因和机理出发研究叶片的故障规律,运用FMECA(故障模式、影响和危害性分析)处理收集到的故障信息。将定性评价指标予以定量化,以此建立叶片危害性矩阵和FMECA表格,在失效模式下对高危性故障数据进行可靠性评估,为工程实际提供必要的理论支持。该方法相较于传统基于手册的可靠性分析方法精度更高,与研制、生产、维修和管理并行,通过不断更新迭代,以保证产品可靠性要求的实现,为风力机叶片的可靠性分析提供了新的思路和实施方法。 展开更多
关键词 风力机叶片 可靠性分析 故障模式 流固耦合 故障物理
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复合材料风力机叶片参数化设计及优化
5
作者 金想想 马远卓 +2 位作者 赵振宙 许波峰 李洪双 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第8期39-44,90,共7页
风力机叶片重量过大不仅会影响叶片的结构性能,还会增加运输、维修等成本。为解决叶片质量问题,本文选取经典的1.5 MW复合材料风力机叶片,叶片主梁、腹板、前缘和后缘分区铺设不同的复合材料。由于复合材料的铺设厚度从叶根向叶尖呈现... 风力机叶片重量过大不仅会影响叶片的结构性能,还会增加运输、维修等成本。为解决叶片质量问题,本文选取经典的1.5 MW复合材料风力机叶片,叶片主梁、腹板、前缘和后缘分区铺设不同的复合材料。由于复合材料的铺设厚度从叶根向叶尖呈现递减趋势,且失效位置也多位于叶根处,故取距离叶根约1/3部分为研究对象来简化问题。为便于后期优化,采用ANSYS APDL参数化构建复合材料风力机叶片模型。考虑到陷入局部最优的情况,选择子集模拟优化方法进行随机优化。设计变量为腹板位置,约束函数为极限载荷下叶片满足位移及Tsai-Wu准则校核,目标为叶片重量最小。通过30组子集模拟优化统计结果可知:当腹板位置约在29.4%、53.3%弦长处时,相较于确定性设计,叶片减重约15.4%。最终结果表明,该优化方法在风力机叶片结构优化方面具有可行性,且优化结果对工程设计具有参考价值。 展开更多
关键词 风力机叶片 复合材料 ANSYS 结构优化 子集模拟
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基于力矩传递模型的风力机叶片颤振抑制方法
6
作者 陈沛 刘惠康 +1 位作者 柴琳 周楠 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期159-165,共7页
针对永磁直驱水平轴风力机叶片颤振现象,建立叶片-传动轴-电机旋转平面内的振动力矩传递模型,计算叶片侧扰动力矩以及归算到电机侧的扰动力矩,并通过控制电机转矩,在电磁转矩上叠加一个与该侧扰动力矩大小相等、方向相反的控制力矩,使... 针对永磁直驱水平轴风力机叶片颤振现象,建立叶片-传动轴-电机旋转平面内的振动力矩传递模型,计算叶片侧扰动力矩以及归算到电机侧的扰动力矩,并通过控制电机转矩,在电磁转矩上叠加一个与该侧扰动力矩大小相等、方向相反的控制力矩,使其通过力矩传递模型抑制叶片颤振,同时对引起轴系谐振的电机转矩成分进行陷波滤波处理,以此抑制轴系谐振。最后通过仿真和实验验证上述方法的有效性。 展开更多
关键词 风力机叶片 颤振 谐振 力矩 电磁转矩
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基于微波加热的风力机叶片除冰性能数值模拟研究
7
作者 秦志鹏 魏高升 +1 位作者 崔柳 杜小泽 《电力科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期57-64,共8页
针对在冬季霜冻或雾凇等极端天气下,风力机叶片出现结冰影响风电机组出力,甚至导致冰块堆积脱落等问题,提出一种基于微波加热的风力机叶片除冰方法。通过在叶片复合材料中加入炭黑及碳纤维以改善叶片的微波加热性能。结合COMSOL和MATLA... 针对在冬季霜冻或雾凇等极端天气下,风力机叶片出现结冰影响风电机组出力,甚至导致冰块堆积脱落等问题,提出一种基于微波加热的风力机叶片除冰方法。通过在叶片复合材料中加入炭黑及碳纤维以改善叶片的微波加热性能。结合COMSOL和MATLAB语言开展联合仿真,对叶片中填充介质的参数进行优化设计,进而针对优化后的叶片复合材料开展微波加热除冰模拟,得到微波加热功率和环境温度对除冰时间的影响规律。最后,通过研究结果表明,最佳炭黑填充浓度为3.98%,在此参数下,复合材料内的碳纤维形成了上下密集、中间稀疏的三明治结构,从而可有效提高复合材料的微波吸收率;随着微波功率的增加和环境温度的升高,除冰时间明显缩短,且微波功率对除冰时间的影响较环境温度更显著。 展开更多
关键词 风力机叶片 微波特性 结构优化 微波加热 数值模拟 除冰
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基于等效刚度法优化的风力机叶片刚度计算
8
作者 余浩 马剑龙 +2 位作者 吕文春 苏宏杰 张鹏宇 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第7期47-52,共6页
风力机叶片刚度由于非线性且截面变化程度大的特点,针对叶片建模初期刚度的评估问题通常采用刚度展项分布图体现叶片刚度,存在评估叶片刚度的参考参数不够直接、宏观的问题。基于变刚度梁挠度计算的等效刚度法,将叶片等效成变截面悬臂梁... 风力机叶片刚度由于非线性且截面变化程度大的特点,针对叶片建模初期刚度的评估问题通常采用刚度展项分布图体现叶片刚度,存在评估叶片刚度的参考参数不够直接、宏观的问题。基于变刚度梁挠度计算的等效刚度法,将叶片等效成变截面悬臂梁,根据叶片特征合理选取边界条件,以叶片建模的截面数据特点为基础,优化原始等效刚度法的计算方式,使该方法更加贴合叶片模型,从而适用于叶片,达到方法优化的目的。利用ANSYS有限元软件进行叶片的预应力模拟实验,得出叶片的挠度模拟数值,以该模拟计算的挠度值为参考,验证优化后方法的有效性。结果表明:优化后的等效刚度法得到的刚度值,在低均布载荷值22.5 Pa下理论计算的挠度值与试验挠度值的误差达到9.68%,减小原始方法计算的误差贴近叶片模型,可用于叶片刚度估算,为叶片的刚度计算提供新方法。 展开更多
关键词 风力机叶片 刚度 等效刚度法 变截面悬臂梁 叶片挠度
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风力机叶片截面主刚度系数与横向剪应力分析
9
作者 王亚迪 夏鸿建 李德源 《广东工业大学学报》 CAS 2024年第5期80-87,共8页
针对风力机复合材料叶片弯曲与扭转刚度计算,以及当叶片在横向剪力作用下对空心薄壁截面上剪应力的数值计算方法进行研究。现代风力机叶片呈细长扭曲形,翼型截面为薄壁且内部拓扑构型复杂,材料具有各向异性。在应用各类梁模型进行叶片... 针对风力机复合材料叶片弯曲与扭转刚度计算,以及当叶片在横向剪力作用下对空心薄壁截面上剪应力的数值计算方法进行研究。现代风力机叶片呈细长扭曲形,翼型截面为薄壁且内部拓扑构型复杂,材料具有各向异性。在应用各类梁模型进行叶片气弹计算和强度校核等力学分析时,叶片截面的刚度系数和截面剪应力分布是必需参数。基于复合材料薄壁结构层合理论和加权平均方法,结合Bredt-Batho剪力理论,考虑了复合材料叶片的剪切腹板效应和翘曲效应,建立了复合材料层合板等效弹性常数与截面刚度系数数值分析算法;根据弹性力学板壳理论,考虑横向剪切和截面翘曲对截面变形的影响,建立了横向剪力引起的剪力流数值计算方法,并开发了相关算法的Matlab程序。分析10 MW风力机叶片主刚度系数和剪力流分布,并对比文献结果,验证了模型的正确性和算法的有效性。 展开更多
关键词 风力机叶片 复合材料 等效弹性常数 层合理论 剪力流
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风力机叶片裂纹损伤应力特性研究
10
作者 金辉 曹莉 《制造业自动化》 2024年第9期127-132,共6页
针对服役末期风力机叶片出现的裂纹损伤在运行过程中产生失效的危险现象,对裂纹损伤风力机叶片的应力分布规律展开研究,建立了NREL 5MW风力机叶片有限元模型,采用流固耦合分析方法研究了裂纹分布位置、极端运行阵风、不同湍流强度和风... 针对服役末期风力机叶片出现的裂纹损伤在运行过程中产生失效的危险现象,对裂纹损伤风力机叶片的应力分布规律展开研究,建立了NREL 5MW风力机叶片有限元模型,采用流固耦合分析方法研究了裂纹分布位置、极端运行阵风、不同湍流强度和风向改变对叶片裂纹应力特性的影响。结果表明:叶根处裂纹损伤最严重裂纹易向翼型中部整体开裂,叶中和叶尖处裂纹损伤易向前缘开裂;极端运行阵风下叶根处裂纹应力值波动最大可达15.2%;高湍流强度和来流风向为30°时对叶片裂纹损伤影响最大,裂纹有向中部开裂转变为前缘开裂的趋势。 展开更多
关键词 风力机叶片 流固耦合 裂纹 应力特性
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基于优化LSTM模型的风力机叶片剩余使用寿命预测
11
作者 焦佳明 毕俊喜 +3 位作者 葛新宇 王国富 马航 周大川 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期495-502,共8页
针对传统寿命预测方法计算复杂、耗时且不具普适性等问题,提出一种基于优化长短期记忆网络(LSTM)的风力机叶片剩余使用寿命(RUL)预测模型。首先,将多维传感器监测数据可视化,以观察数据特征并进行初次特征筛选。然后,对筛选后的数据进... 针对传统寿命预测方法计算复杂、耗时且不具普适性等问题,提出一种基于优化长短期记忆网络(LSTM)的风力机叶片剩余使用寿命(RUL)预测模型。首先,将多维传感器监测数据可视化,以观察数据特征并进行初次特征筛选。然后,对筛选后的数据进行归一化处理,并使用主成分分析法(PCA)进行数据融合,以去除冗余信息和降低特征维度。其次,使用自适应矩估计(AME)算法为不同网络参数提供独立的自适应性学习率;使用平滑平均绝对误差(SMAE)损失函数来综合两种传统回归损失函数的特点。最后,经过多次试验选定合适的LSTM层数及神经元数,并以复杂系统的多尺度时序监测数据为算例对模型进行试验验证。试验结果表明,在一种故障模式下,优化LSTM预测模型相较于其他传统机器学习模型在评价指标及预测误差分布情况上占优,表明该文所提模型具有更高的准确性及稳定性。 展开更多
关键词 风力机叶片 主成分分析 长短期记忆 寿命预测 预测模型
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风力机叶片气动噪声风洞试验及数值计算
12
作者 姜广 刘禹鹏 王振宇 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第2期280-287,共8页
风力机叶片在运行时会产生明显的气动噪声。采用声学风洞开展NACA0012翼型气动噪声试验,获得不同风速下的气动噪声特征。建立基于大涡模拟的数值计算模型,进行升阻力系数对比验证和网格无关性分析。根据流场模拟结果和FW-H方程计算攻角... 风力机叶片在运行时会产生明显的气动噪声。采用声学风洞开展NACA0012翼型气动噪声试验,获得不同风速下的气动噪声特征。建立基于大涡模拟的数值计算模型,进行升阻力系数对比验证和网格无关性分析。根据流场模拟结果和FW-H方程计算攻角为5°时风速10、15、20 m/s的叶片声压级,计算结果和声学风洞实测的声压级频谱整体趋势较吻合。进一步地,通过数值模拟对比研究不同叶片尺寸对流场和气动噪声的影响。根据不同风速下非定常流场的涡量云图,叶片流动分离点随风速增加而后移,旋涡尺度逐渐变小;同风速下,大尺寸叶片的分离涡更大一些,且涡核间距较大。根据数值模拟得到的不同尺寸叶片的声压级频谱图,叶片尺寸增大导致各频率声压级均有不同程度的提升,且频谱图中的声压级峰值向更低频移动。研究成果对于叶片气动噪声分析和声环境评估具有借鉴意义。 展开更多
关键词 声学 气动噪声 声学风洞 值模拟 风力机叶片
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小型垂直轴风力机叶片流固耦合分析
13
作者 韩兆辉 郭志平 张艳锋 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第1期225-230,共6页
这里选取旋转直径为2m的垂直轴风力机叶片为研究对象,该研究对象为参考某1000W垂直轴风力机叶片,叶片翼型为NACA0021,采用数值模拟计算与实验相互验证的方法。对垂直轴风力机叶片进行实验位移测试分析,并使用ANSYS Workbench对叶片进行... 这里选取旋转直径为2m的垂直轴风力机叶片为研究对象,该研究对象为参考某1000W垂直轴风力机叶片,叶片翼型为NACA0021,采用数值模拟计算与实验相互验证的方法。对垂直轴风力机叶片进行实验位移测试分析,并使用ANSYS Workbench对叶片进行流固耦合分析,调用系统耦合器实现数据的相互传递,完成对叶片的双向耦合计算。研究风力机叶片在不同工况下的位移、应力应变。研究结果表明:风载使叶片产生变形,且沿叶片展向有较大幅度的位移;随着风速的增加,叶片位移增加明显。叶片来流方向压力大于背流方向压力,沿叶片展向叶片位移变形曲线上下波动。 展开更多
关键词 流固耦合 风力机叶片 位移 变形 流场
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风力机叶片强迫振动的格林函数解
14
作者 赵翔 姜旭 李映辉 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2024年第6期118-126,共9页
利用Euler-Bernoulli梁模型和Greenberg表达式构建了风力机叶片弯曲-弯曲-扭转耦合强迫振动方程。基于振动方程将位移分解为准静态位移和动态位移,通过Laplace变换和叠加原理得到风力机叶片强迫振动的Fredholm积分方程组,通过对方程组离... 利用Euler-Bernoulli梁模型和Greenberg表达式构建了风力机叶片弯曲-弯曲-扭转耦合强迫振动方程。基于振动方程将位移分解为准静态位移和动态位移,通过Laplace变换和叠加原理得到风力机叶片强迫振动的Fredholm积分方程组,通过对方程组离散,最终求得风力机叶片弯曲-弯曲-扭转耦合强迫振动的Green函数半解析解。通过数值计算,将所得的解与现有文献的解进行比较,验证了解的准确性。研究表明,无量纲阻尼系数的大小只对叶片一阶固有频率峰值影响较大,并且叶片在挥舞振动下的隔振区域出现在二阶固有频率之后,而摆振下的隔振区域出现在一阶和二阶固有频率之间;叶片的入流角和转速对叶片振动响应的影响不容忽视,叶片的耦合振动会导致叶片的准静态位移显著增加。 展开更多
关键词 风力机叶片 弯曲-弯曲-扭转耦合 GREEN函数 LAPLACE变换
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考虑连续性和对称性约束的复合材料风力机叶片纤维铺角优化
15
作者 李天泽 李宏宇 +1 位作者 孙鹏文 王子瑞 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第2期75-80,共6页
在复合材料结构的设计过程中,应考虑为满足结构性能和生产工艺要求所必需的制造性约束,使之贴合工程实际。论文基于复合材料层合板理论和离散材料优化方法,将铺层参数优化转换为离散多相材料的纤维铺角分布优化问题,构建了以结构柔顺度... 在复合材料结构的设计过程中,应考虑为满足结构性能和生产工艺要求所必需的制造性约束,使之贴合工程实际。论文基于复合材料层合板理论和离散材料优化方法,将铺层参数优化转换为离散多相材料的纤维铺角分布优化问题,构建了以结构柔顺度最小为目标函数,备选材料人工密度为设计变量,连续性约束和设计变量和等于1为约束函数的复合材料层合板分区细观纤维铺角优化数学模型。以考虑连续性与对称性约束的层合板和某风力机叶片进行应用,结果表明,考虑连续性和对称性约束的优化铺层方案可提高结构的性能,有效避免结构的翘曲变形,减小基体开裂的概率,更符合生产制造要求。 展开更多
关键词 铺角优化 连续性约束 对称性约束 复合材料 风力机叶片
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基于拓扑优化的结构参数对风力机叶片性能影响分析
16
作者 印四华 杨碧霞 +3 位作者 徐康康 汪泉 王冯云 张明康 《机床与液压》 北大核心 2024年第18期95-101,共7页
目前大型风力机叶片拓扑优化与结构参数设计相互脱节,导致拓扑优化结果不能很好地指导叶片结构参数设计。针对这一问题,以Sandia 5 MW叶片作为研究对象,采用拓扑优化方法寻找多工况作用下叶片的最佳材料分布。提取叶片主梁宽度、主梁偏... 目前大型风力机叶片拓扑优化与结构参数设计相互脱节,导致拓扑优化结果不能很好地指导叶片结构参数设计。针对这一问题,以Sandia 5 MW叶片作为研究对象,采用拓扑优化方法寻找多工况作用下叶片的最佳材料分布。提取叶片主梁宽度、主梁偏移和腹板偏移角(主梁错位角)3个主要结构参数,分析各参数对叶片性能的影响。结果表明:主梁在距叶根约1/3处最宽,然后沿着叶片长度逐渐减小;5°左右腹板偏移角可提升叶片整体一阶固有频率及叶片位移性能;同时叶片一阶固有频率主要受襟翼方向的刚度影响。 展开更多
关键词 风力机叶片 拓扑优化 结构参数 固有频率
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改进CNN的风力机叶片故障诊断方法
17
作者 黄灿冰 熊妮 +3 位作者 吴伟 刘诗剑 张巧 杨锡运 《风机技术》 2024年第2期67-73,共7页
针对图像分辨率低的风力机叶片图像会导致故障诊断过程中精度和速度降低等问题,提出了一种基于小波变换、深度可分离卷积和卷积块注意力机制模块的轻量级改进VGG-19模型;使用DB4小波和基于形态学的增强技术来提高风力机叶片图像的质量,... 针对图像分辨率低的风力机叶片图像会导致故障诊断过程中精度和速度降低等问题,提出了一种基于小波变换、深度可分离卷积和卷积块注意力机制模块的轻量级改进VGG-19模型;使用DB4小波和基于形态学的增强技术来提高风力机叶片图像的质量,然后将VGG-19中的传统卷积层替换为深度可分离卷积层,以减少网络参数的数量并提高训练效率,最后引入卷积注意力机制模块(Convolutional Block Attention Module, CBAM)来提高风力机叶片故障诊断的准确性;研究结果表明:所提模型的准确率为93.91%,与其他传统卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)模型LeNet、AlexNet、GoogleNet、ResNet-50和VGG-19相比分别提高了15.06%、8.57%、3.10%、-1.13%和7.13%;测试时间为每幅图像0.046秒,较传统CNN模型每幅图像分别减少了-0.004秒、-0.002秒、0.006秒、0.015秒和0.010秒的检测时间;该模型结构轻巧,相比于其他传统CNN具有更高的准确性和更快的检测速度。 展开更多
关键词 故障检测 风力机叶片 模糊图像检测 深度学习 VGG-19 注意力机制
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基于等几何分析的风力机叶片PHT样条细分研究
18
作者 印四华 朱成就 +5 位作者 金熹 徐康康 杨碧霞 杨书益 汪泉 唐万和 《机电工程技术》 2024年第1期86-90,135,共6页
等几何分析方法作为一种新型数值分析方法得到了广泛关注。针对传统等几何分析过程中,非均匀有理B样条(NURBS)曲线建模存在控制点较多、局部细化薄弱以及多面片拼接导致模型空间连续性较差等问题,提出一种基于PHT样条分层细分的等几何分... 等几何分析方法作为一种新型数值分析方法得到了广泛关注。针对传统等几何分析过程中,非均匀有理B样条(NURBS)曲线建模存在控制点较多、局部细化薄弱以及多面片拼接导致模型空间连续性较差等问题,提出一种基于PHT样条分层细分的等几何分析(IGA)方法。以某型风力机叶片为研究对象,分析了PHT样条细分对风力机叶片模型求解精度的影响,并通过有限元仿真结果进行对比分析。结果表明:细分前基于NURBS的风力机叶片模型等几何分析结果与有限元结果的相对误差为5.9%,细分后IGA结果与有限元结果的相对误差为3.7%,证明了经过PHT样条细分,风力机叶片的等几何分析求解精度得到了有效提高。提出的方法对后续风力机叶片的数值仿真和优化设计具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 风力机叶片 PHT样条 等几何分析 非均匀有理B样条
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基于EDEM-FLUENT耦合仿真的风沙工况下风力机叶片侵蚀特性研究
19
作者 吴世玮 关新 +1 位作者 袁瑛 华钰 《电力与能源》 2024年第5期616-621,共6页
风力机叶片在风沙运行环境下易受侵蚀,并对风力机叶片的气动特性造成影响,这不仅会减低风电机组发电效率,还会极大缩减风力机的使用寿命。为此,基于EDEM与FLUENT耦合仿真的方法,模拟了不同砂砾形状(球形、三角形、体形)和不同风沙运行工... 风力机叶片在风沙运行环境下易受侵蚀,并对风力机叶片的气动特性造成影响,这不仅会减低风电机组发电效率,还会极大缩减风力机的使用寿命。为此,基于EDEM与FLUENT耦合仿真的方法,模拟了不同砂砾形状(球形、三角形、体形)和不同风沙运行工况(扬沙、沙尘暴、强沙尘暴)下,风沙对风力机叶片的侵蚀磨损。研究结果可以进一步指导了优化风电机组运行控制策略,使风力机在风沙运行工况下,通过改变攻角来减少叶片侵蚀,延长使用寿命,具有较高的工程实践价值。 展开更多
关键词 EDEM-FLUENT耦合 风沙工况 风力机叶片 侵蚀特性
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不同颜色风力机叶片缺陷检测系统研究与验证
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作者 严海领 刘雄飞 李密兰 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期513-518,共6页
针对目前风力机叶片缺陷检测方法检测精度低、危险系数大、设备价格高等问题,提出一种基于LabVIEW+无人机的风力机叶片缺陷检测系统,实现了硬件平台搭建和系统软件设计,对图像处理算法进行研究,针对传统二值化算法中不同颜色风力机叶片... 针对目前风力机叶片缺陷检测方法检测精度低、危险系数大、设备价格高等问题,提出一种基于LabVIEW+无人机的风力机叶片缺陷检测系统,实现了硬件平台搭建和系统软件设计,对图像处理算法进行研究,针对传统二值化算法中不同颜色风力机叶片阈值不同的问题,提出了应用边缘提取的检测方法。通过理论分析和实验对比了LabVIEW中边缘提取缺陷检测算子及组合算子的检测效果,并最终确定Sobel算子应用于本风力机叶片缺陷检测系统。实验表明,该系统能够实现不同颜色风力机叶片缺陷的自动、低成本检测,检测精度高达93%。 展开更多
关键词 缺陷检测 风力机叶片 SOBEL算子 无人机 LabVIEW算法验证
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