[发明专利]一种风力机叶片流固耦合模态设计方法

摘要

本发明涉及风力机叶片流固耦合模态设计方法，该方法包括以下步骤⑴确定叶片气动参数，根据风力机叶片长度沿其展向等分并得到n个截面，然后确定叶片各项结构参数和截面翼型；⑵构建叶片三维模型，并将该叶片三维模型导入分析软件；⑶构建风轮的流场计算模型，确定外流场计算区域；同时构建叶片有限元模型；⑷设定初始条件，并设定边界条件，计算得到叶片在设定工况下的压力分布结果；⑸设定叶片材料参数和对应约束，划分网格并沿不同方向将叶片进行分区；⑹提取叶片表面压力分布数据，经对应加载到划分好的区域后进行模态计算分析；⑺计算设计叶片固有频率，并验证设计叶片的结构合理性。本发明叶片结构设计可靠、运行稳定。

主权项

一种风力机叶片流固耦合模态设计方法，包括以下步骤：⑴确定叶片气动参数，根据风力机叶片长度沿其展向等分并得到n个截面，且假定每段的长度相同，然后确定叶片各项结构参数和截面翼型；⑵根据所述步骤⑴中的参数构建叶片三维模型，并将该叶片三维模型导入分析软件；⑶根据所述步骤⑵得到的叶片三维模型构建风轮的流场计算模型，确定外流场计算区域；同时采用旋转域和静止域相结合的方法构建叶片有限元模型；⑷根据所述流场计算模型设定初始条件，并设定边界条件，计算得到叶片在设定工况下的压力分布结果；⑸根据所述叶片有限元模型设定叶片材料参数和对应约束，划分网格并沿不同方向将叶片进行分区；⑹提取所述步骤⑷得到的叶片表面压力分布数据，经对应加载到所述步骤⑸中划分好的区域后进行模态计算分析；⑺计算设计叶片固有频率，对比已经成熟应用的同类型商业叶片固有频率，从而验证设计叶片的结构合理性：若设计叶片固有频率≤所述商业叶片固有频率，则设计叶片结构合理；若设计叶片固有频率>所述商业安全叶片固有频率，则返回所述步骤⑴对设计叶片结构参数进行调整直到满足要求。