优化型萨沃尼斯垂直轴风力涡轮机复合材料叶片的动力学分析

摘要整理

本文针对适用于中等风速地区的小型垂直轴风力涡轮机（VAWT）进行了全面的动力学行为研究，基于本地制造的萨沃尼斯垂直轴风力涡轮机。该设计具有清洁、低噪声、低风速启动、风向自适应、结构简单易制造等优点。文章对优化型萨沃尼斯VAWT进行了实验验证研究。设计、仿真和制造了四种验证测试配置的优化VAWT复合材料叶片，采用玻纤/聚酯（GFRP）材料，每种配置采用不同的铺层序列。引入改进的力学参数以提高所建立模型的可扩展性、可靠性和精度。基于风能转换系统基础理论，采用SolidWorks Simulation 2020软件对萨沃尼斯转子的气动特性（叶尖速比λ和功率系数Cp）和动力学特性（固有频率和振型）进行了仿真分析。利用快速傅里叶变换（FFT）分析仪对频率、振型和阻尼系数等动力学特性进行了深入研究。结果表明，复合材料叶片在改善风力涡轮机动力学性能方面的作用显著。

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