摘要

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 5MW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。