复合材料风力机叶片的经典颤振分析：包含可压缩性效应

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对于细长比增大的风力机叶片，颤振失稳可能在较低风速和转速下发生。对于长叶片，在颤振条件下，距轮毂中心较远的叶片截面处的相对速度通常处于亚音速可压缩流动范围。本研究首次针对复合材料风力机叶片，提出了包含可压缩性效应的频域经典颤振分析方法，该方法仅对超过马赫数0.3的可压缩流动区域的外侧叶片截面考虑可压缩性影响。以NREL 5 MW风力机基准叶片为对象进行了颤振分析。通过类比预扭旋转薄壁梁（TWB）的结构模型建立了梁-叶片模型，采用变分渐近梁截面（VABS）方法计算叶片的截面特性。为研究可压缩性对叶片颤振特性的影响，利用非定常气动力学分别采用不可压缩和可压缩指数函数进行了频域和时域气弹性分析。研究表明，使用可压缩指数函数能够有效地在长叶片的频域气弹性稳定性分析中考虑可压缩性效应，特别是对于外侧截面在颤振起始时不可避免地处于可压缩流动状态的情况。

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