基于流固耦合的风机叶轮疲劳特性研究

陈海霞^1,2，祁文军^1,2，王良英^1,2，芦丽丽^1,2

1. 新疆大学机械工程学院2. 机械制造系统工程国家重点实验室

摘 要：以额定功率为2MW的水平轴风力机叶轮为研究对象,基于计算流体力学(CFD)和有限元法(FEM),利用分析软件CFX和n Code,在综合考虑气动力、离心力和重力对叶片的影响下完成了风机叶轮流固耦合分析和疲劳寿命分析。流固耦合分析结果表明:叶尖是风机做功的主要部分,应力集中区为叶片中段,叶片变形方式以挥舞变形为主,并且随着风速的增加,变形更加明显;疲劳寿命仿真结果表明:极端风速作用下风机叶片依然可满足20年的设计要求。本研究为风力机安全运行和叶片的优化设计提供参考。

关键词：风机叶轮;数值模拟;流固耦合;疲劳特性;