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振动模式对风力机满边扩压器涡激振动的基本影响( Fundamental effect of vibrational mode on vortex-induced vibration in a brimmed diffuser for a wind turbine )
T Kim H Nagai N Uda Y Ohya
风力涡轮机的边缘扩散器，也称为风透镜，是安装在转子周围的环状短导管。它聚集和加速风以提高风力发电机的发电效率，而这种效果是由边缘有意产生的涡流脱落造成的。然而，周期性的涡旋脱落会引起风透镜结构的振动，当涡旋脱落频率与风透镜结构的固有频率相对应时发生共振时，这种振动会对风透镜结构产生潜在的危害。本文研究了在雷诺数为288的情况下，边缘扩压器结构中涡激振动(VIV)的基本机理。在三维有限元分析的基础上，利用二维计算流体力学与模态空间运动方程相结合的方法，进行了二维气动弹性分析。二维气动弹性分析为在风透镜结构中观测到的实际VIV提供了一个合理的临界风速估计。此外，我们还阐明了对风透镜结构的VIV至关重要的振动模态，即边缘扩散段的径向模态和旋转模态。这两种模式都伴随着固定边缘扩压器的支撑臂的周向弯曲振荡，并且容易受到涡流脱落模式的影响。
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