NACA4412翼型风力发电机叶片动态特性与优化研究

该篇论文深入探讨了风力发电机叶片的动态特性研究，以美国NACA4412翼型为例。作者首先通过专业软件Profili获取该翼型的精确曲线和设计参数，这是叶片设计的基础，因为精确的翼型设计对于风能转化效率至关重要。接着，借助于UG（Unigraphics）的三维建模功能，构建出叶片的实体模型，这一步骤使得复杂的扭曲外形得以数字化处理，克服了传统测量和建模的困难。 在构建实体模型后，论文的重点转向了有限元分析。利用ANSYS/Workbench这样的高级分析软件，对叶片进行模态分析，得到了叶片的固有频率值和振型图。固有频率是指物体在没有外力作用下自然振动的频率，而激振频率则是可能导致叶片共振的外部振动频率。避免固有频率与激振频率相匹配，可以防止叶片在运行过程中发生共振，从而提高风力发电机的稳定性和效率。 通过对叶片进行这种细致的分析，论文为如何调整叶片设计以避开激振频率提供了有效的策略，这对于风力机叶片的机构设计和优化具有实际指导意义。与发达国家相比，我国在大型风力机叶片的设计上仍有差距，尤其是在批量生产和广泛应用方面。作者通过结合三维建模与有限元分析，提出了一种迭代的设计与分析方法，旨在缩小这一差距，推动我国风力发电技术的发展。 这篇论文不仅阐述了风力发电机叶片设计的关键技术，如翼型选择、三维建模和模态分析，还强调了这些技术在提升风力机性能和优化设计中的作用。它为国内风力机行业提供了一个实用的研究路径，有助于推动国产大型风力机叶片技术的进步。