随机风沙冲蚀叶片涂层的数值模拟研究

作者:刘士毅; 岑海堂*; 刘光友
来源:机械科学与技术, 2023, 42(05): 808-813.
DOI:10.13433/j.cnki.1003-8728.20200622

摘要

为了研究风机叶片涂层在随机风沙下的失效形式,本文对随机风沙冲蚀叶片进行数值模拟。以内蒙古为例,利用威布尔分布模型建立随机风速模型,并通过EDEM与Fluent耦合进行风沙冲蚀仿真,分析流固耦合面FSI动态压力的时间历程数据以及沙粒冲击叶片涂层的冲击载荷,最后利用有限元方法将所得的随机载荷施加到叶片模型进行分析。结果显示:知流固耦合面FSI的动压介于20~140 Pa之间,沙粒的冲击载荷介于0.4~7.9 N之间,均具有显著的随机性,叶片涂层的最大应力响应为2.79 MPa,位于叶片尖端前缘及其侧面附近。