可再生能源基础与应用杂志
开放获取

抽象的

非对称风力发电机叶片数学模型现场加载条件综述

巴兹利 A、惠蒂 JPM、豪 J 和弗朗西斯 J

本文回顾了用于求解复合材料风力涡轮机叶片挠度场和应变场的经典梁矩方程的广义解。提出了广义力矩函数，以利用现场载荷情况有效地模拟叶片/梁上任意点的力矩。模型假设组件由总弹性模量为 42 GPa 的面内准各向同性复合材料制成。根据文献中提出的调整后的翼型的位移和应变的精确解，并与 Joukowski 变换定义的另一个翼型进行比较。没有加强筋的模型导致叶片的挠度超出了普遍可接受的设计规范标准。开发的每个模型都通过用于推导所提出的分析模型的相同微分方程的数值（龙格-库塔）解进行了严格验证。从开源计算机辅助软件 (CAS) Maxima 中编写的稳健设计代码获得的结果与使用 ANSYS 商业有限元 (FE) 代码以及实验数据进行的模拟一致。理论处理的一个主要含义是，这些解决方案现在可以在设计规范中使用，以最大限度地提高航空航天和尤其是可再生能源领域使用的类似部件的强度，同时显着减轻其重量，从而降低成本。