摘要

随着风力机叶片尺寸和柔性的增加,风力机面临的气弹稳定性问题越发突出。为分析大型风力机叶片的气弹颤振特性,考虑转动叶片大变形引起的结构非线性效应,采用非线性几何精确梁理论,建立结构动力学模型;为描述叶片振动导致的非定常气动效应,采用叶素动量理论,并结合B-L(Beddoes-Leishman)动态失速模型,建立风力机叶片的气动载荷模型;而后采用弱形式的求积元方法,高效构建叶片的气弹耦合动力学离散平衡方程;再基于变分原理,线性化气弹耦合动力学方程,由复特征值分析法,计算叶片的气弹频率和气弹阻尼比,辨识叶片气弹颤振区域。以DTU-10MW风力机为研究对象,分析了风力机叶片在工作运行状态和定叶尖速比下的颤振特性。分析结果表明,该风力机叶片在转速1.77 rad/s时,会产生颤振失稳现象。