基于ANSYSWorkbench的风力机流固耦合分析_周海栋.pdf

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1、第３０卷第５期河北工业科技Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．５２０１３年９月ＨｅｂｅｉＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＳｅｐｔ．２０１３文章编号：１００８－１５３４（２０１３）０５－０３１４－０５基于ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ的风力机流固耦合分析周海栋１，张艳伟２，王博超３，庞伟４（１．河北工程大学装备制造学院，河北邯郸０５６０３８；２．河北工程大学机电工程学院，河北邯郸０５６０３８；３．中国石油天然气股份有限公司河北沧州销售分公司，河北沧州０６２４

2、５０；４．西山煤电集团官地矿，山西太原０３００２２）摘要：利用ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ软件对２ｋＷ的风力机进行流固耦合分析，得到风场风速、叶片所受风压、叶片变形、应力应变等有限元分析结果。同时对叶片本身、叶片在风场中静止及旋转情况下进行模态分析，并进行比较。ＡＮＳＹＳ已将流体软件ＣＦＸ整合到Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ中，利用Ｗｏｒｋ－ｂｅｎｃｈ对风机进行流固耦合分析可在软件内部完成多物理场数据传递，方便实用。得到的风场信息、叶片应力云图及叶片的模态分析为叶片的优化设计及研发工作提供直接数据，从而减少产品开发周期，降低开发成本。关键词：风机叶片；有限元；流固耦合分析；模态分析中图分类号：

3、ＴＫ８３文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．７５３５／ｈｂｇｙｋｊ．２０１３ｙｘ０５０２Ｆｌｕｉｄ－ｓｏｌｉｄｃｏｕｐｌｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓｏｆｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｂｌａｄｅｂａｓｅｄｏｎＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ１，ＺＨＡＮＧＹａｎｗｅｉ２，ＷＡＮＧＢｏｃｈａｏ３，ＰＡＮＧＷｅｉ４ＺＨＯＵＨａｉｄｏｎｇ（１．ＥｑｕｉｐｍｅｎｔＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｎｄａｎＨｅｂｅｉ０５６０３８，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉ－ｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｂｅｉＵｎｉｖ

4、ｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｎｄａｎＨｅｂｅｉ０５６０３８，Ｃｈｉｎａ；３．ＨｅｂｅｉＣａｎｇｚｈｏｕＳａｌｅｓＢｒａｎｃｈ，ＣＮＰＣ，ＣａｎｇｚｈｏｕＨｅｂｅｉ０６２４５０，Ｃｈｉｎａ；４．ＧｕａｎｄｉＣｏａｌＭｉｎｅ，ＸｉｓｈａｎＣｏａｌＥｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙＧｒｐｕｐＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，ＴａｉｙｕａｎＳｈａｎｘｉ，０３００２２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｌｕｉｄ－ｓｏｌｉｄｃｏｕｐｌｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓｏｆｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂｙＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ．Ｔｈｅｗｉｎｄｓｐｅｅｄ，ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｈｅｂｌａｄ

5、ｅ＇ｓｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｓｔｒｅｓｓａｎｄｓｔｒａｉｎａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｂｌａｄｅｉｔｓｅｌｆａｎｄｔｈｅｂｌａｄｅｉｎｗｉｎｄｆｉｅｌｄｗｉｔｈｏｒｗｉｔｈｏｕｔｒｏｔａｔｉｏｎａｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄ．ＷｉｔｈｔｈｅＣＦＸｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｉｎｔｏＷｏｒｋｂｅｎｃｈ，ｉｔｉｓｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｆｏｒｉｎｔｅｒｎａｌｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｍｕｌｔｉ－ｐｈｙｓｉｃｓｆｉｅｌｄｓ．Ｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｂｏｕｔｔｈｅｗｉｎｄｓｉｔｅ，ｔｈｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓｔｒｅｓｓｏｆｔ

6、ｈｅｂｌａｄｅａｎｄｔｈｅｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎａｎｄｆｕｒｔｈｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅｂｌａｄｅ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｃｙｃｌｅｉｓｓｈｏｒｔｅｎｅｄａｎｄｔｈｅｃｏｓｔｏｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｓｃｕｔｄｏｗｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｂｌａｄｅ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ；ｆｌｕｉｄ－ｓｏｌｉｄｃｏｕｐｌｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓ；ｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓ叶片是风力发电机组的关键部件之一，它的设限元分析能为叶片的优化设计、改型及研发提供直计直接影响到风能的利用效率

7、。因此，对于叶片的观准确的数据信息。气动外形设计显得尤为重要。对叶片及流场进行有随着ＣＡＥ软件技术的发展，叶片的流固耦合可以在ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ中实现。最新的Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ收稿日期：２０１３－０４－０８；修回日期：２０１３－０５－１３１２在工程页引入了工程图解的概念，利用该功能可责任编辑：陈书欣基金项目：河北省教育厅科学研究计划项目（２０１０ＮＳ０７）以将一个复杂的包含多场分析的物理问题，通过系统作者简介：周海栋（１９８８－），男，浙江诸暨人，硕士研究生