风力发电机组叶片气动载荷工程计算与分析

"该文是2012年由关新等人发表的研究，主要探讨了风力发电机组在运行过程中的气动载荷变化，并提出了一个工程计算方法。研究结合了NACA翼型分析、薄翼理论、风切变理论以及塔影效应，以提高风力机设计的可靠性。通过实验数据对比，验证了所提计算方法的有效性。" 这篇论文关注的是风力发电技术中的关键问题——风力机叶片在实际运行中所受的气动载荷。风力机的可靠性和效率在很大程度上取决于叶片的设计和其在不同风况下的载荷承受能力。文章首先介绍了研究背景，指出为了提升风力发电机组的可靠性，需要精确计算叶片在各种工况下的气动载荷。 在技术细节方面，作者们选择了NACA翼型作为分析对象，这是一种广泛应用于风力发电机的翼型。他们运用薄翼理论来研究攻角变化规律，攻角是影响翼型升力和阻力的关键因素。通过这一理论，他们能够理解和预测叶片在不同风速和角度下的气动性能。 接着，文章引入了风切变理论，这是描述风速随高度变化的规律。在风力机运行中，由于地面至高空的风速差异，叶片的不同部分会遇到不同的风速，从而导致气动载荷的变化。此外，考虑到风力机塔架对风的影响，即塔影效应，研究人员还考虑了塔架产生的风速减小区域对叶片气动载荷的影响。 在对这些理论进行综合应用后，作者们提出了一种简化风轮受力平面的工程计算方法，用于估算风力机叶片在各个位置点的气动载荷。这种方法旨在更实际地模拟风力机在复杂环境条件下的运行情况。 论文最后，通过对比计算结果与实验测量数据，验证了该方法的准确性和实用性，表明提出的气动载荷计算方法能有效地模拟和预测风力机的实际运行状况，从而为风力发电机组的设计和优化提供了有力的工具。 关键词涉及的领域包括：下洗速度（叶片下方气流速度降低的现象）、薄翼理论（用于分析薄机翼的升力和阻力的理论）、等效攻角（考虑风切变和塔影效应后的平均攻角）、风力机、气动载荷以及塔影效应。这些关键词揭示了研究的核心内容和技术手段，对于理解和改进风力发电系统的性能至关重要。