对含联轴器不对中的双转子系统进行动力学分析,首先运用三维软件对双转子进行建模,利用有限元软件对其进行分析,然后采用固定模态综合法对其进行降维,根据联轴器存在的平行不对中的运动特征,建立了转子不对中力学模型,推导了双转子系统联轴器不对中动力学方程。结果表明当联轴器发生不对中时,低压转子不对中会对高压转子产生影响。含有联轴器不对中故障的转子会出现二倍频,二倍频随联轴器不对中的加大而加大。

跨尺度分析是风力机叶片力学性能研究的重要方法,首先对风力机叶片在极限载荷作用下进行有限元分析;然后结合最大正应力准则及桥联模型将叶片的宏观响应传递到细观模型,对叶片进行细观失效分析;最后依据Tsai-Wu失效准则和层合板理论将细观材料强度转换为宏观层合板强度,对叶片进行宏观失效分析。仿真与理论的结果表明根据该方法可以判断风力机叶片在不同尺度下是否出现失效以及出现的失效形式;同时可以完成跨尺度的材料强度预测,对风力机叶片的失效预测具有重要的工程价值。

为了获得气动性能更优的风力机叶片,提出一种基于量子遗传的叶片气动性能优化方法。用Bézier曲线控制点作为设计变量表示叶片连续的弦长和扭角分布,建立以功率最大为目标的叶片形貌优化模型,用量子遗传算法在不同约束条件下优化叶片的弦长和扭角。将量子遗传优化结果与经典遗传算法的优化结果进行比较和分析。结果表明相同参数和边界条件下,提出的基于量子遗传的叶片气动优化方法优于经典遗传优化方法,可获得更优的叶片气动外形和更高的风能捕获效率。

为了研究翼型尾缘不同改型方式对其气动性能的影响,文章采用尾缘对称加厚法和一种新方法对翼型尾缘进行改型,利用二维RANS方程计算两种翼型的气动性能。在其他条件不变的情况下,尾缘对称加厚厚度在1%~7%内变化,采用尾缘弧形加厚的翼型修改位置在弦向90%~98%内变化。选用具有实验数据的DU93-W-210翼型做气动性能验证。计算结果表明:尾缘对称加厚对升力系数有一定的影响,但对阻力的影响更大;采用翼型尾缘弧形加厚法改型的翼型的升力系数有较大的提升,阻力也略大于原始翼型,该方法改型的翼型的气动性能要优于对称加厚的翼型。