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Bladed理论手册（中文）.pdf

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.07M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    GH Bladed 原理手册 282/BR/009 商业机密 13 2005 年 4 月 E A Bossanyi D V Witcher D C Quarton 文件编号 文件类别 版本号 发行日期 作者 校对 审核
    绝密 机密 商业机密 GHP 内部文档 客户决定 公开 : 直接向接受方组织内的个人提供 : 不得对接受方以外的组织透露 : 不得对 GH 公司外部人员透露 : 向签约客户提供 : 对公众公开 © 2005 Garrad Hassan and Partners Limited 免责声明 用户接受本手册的基础是 Garrad Hassan and Partners 有限公司不以任何方 式据此做出的分析结果的应用或使用负责，相应的责任在用户方。 文档分类关键字 : 仅供接受方使用
    Garrad Hassan and Partners Ltd Document: 282/BR/009 ISSUE:013 FINAL 目录 1. 简介 1.1 目的 1.2 理论背景 1.3 技术支持 1.4 文档资料 1.5 谢启 2. 空气动力学 2.1 叶素理论和动量理论的组合 2.1.1 致动圆盘模型 2.1.2 尾流旋转 2.1.3 叶素理论 2.1.4 叶尖和轮毂损失模型 2.2 尾流模型 2.2.1 均衡尾流模型 2.2.2 冻结尾流模型 2.2.3 动态尾流 2.3 稳态失速 2.4 动态失速 3. 结构动力学 3.1 模态分析 3.1.1 叶轮模态 3.1.2 塔架模态 3.2 运动方程 3.2.1 自由度 3.2.2 用公式表示运动方程 3.2.3 运动方程的解 3.3 结构载荷的计算 4. 传动系动力学 4.1 传动系模型 4.1.1 定速模型 4.1.2 刚性轴模型 4.1.3 柔性轴模型 4.2 发电机模型 4.2.1 恒速感应发电机 4.2.2 定速感应发电机：电气模型 4.2.3 变速发电机 4.2.4 变滑差发电机 4.3 传动系支座 4.4 能量损失 4.5 电网 - i - 1 1 2 2 2 3 4 4 4 5 5 7 8 8 8 8 9 9 11 11 11 13 13 13 14 15 15 16 16 16 16 16 17 17 17 19 20 20 21 22
    Garrad Hassan and Partners Ltd Document: 282/BR/009 ISSUE:013 FINAL 5. 闭环控制 5.1 引言 5.2 定速桨矩调节控制器 5.3 变速失速调节控制器 5.4 变速桨距调节控制器 5.2.1 稳态参数 5.2.2 动态参数 5.3.1 稳态参数 5.3.2 动态参数 5.4.1 稳态参数 5.4.2 动态参数 5.5 传感器模型 5.6 桨距调速装置的建模 5.7 PI 控制算法 5.7.1 增益表 5.8 控制模式变化 5.9 用户自定义控制器 5.10 信号噪声与离散化 6. 监控 6.1 Start-up 6.2 正常停机 6.3 紧急停机 6.4 刹车动态特性 6.5 空转与停机模拟 6.6 偏航控制 6.6.1 主动偏航 6.6.2 偏航动态特性 6.7 Teeter restraint 7. 风的建模 7.1 风剪切 7.1.1 指数模型 7.1.2 对数模型 7.2 塔影效应 7.2.1 潜流模型 7.2.2 经验模型 7.2.3 组合模型 7.3 上风向风力机尾流 7.3.1 上风向风力机尾流的涡流粘性尾流模型 7.3.2 尾流中的湍流 7.4 瞬变风 7.4.1 单点时间关系函数 7.4.2 7.4.3 3D 湍流风 IEC 瞬变过程 7.5 三维湍流模型 7.5.1 基本 von Karman 模型 - ii - 23 23 23 24 24 24 25 26 27 27 27 29 29 32 33 34 34 35 36 36 36 37 37 37 38 38 38 39 40 41 41 41 41 41 42 42 42 43 44 46 46 46 46 47 48
    Garrad Hassan and Partners Ltd Document: 282/BR/009 ISSUE:013 FINAL 7.5.2 改进的 von Karman 模型 7.5.3 Kaimal 模型 7.5.4 在模拟中应用 3 维紊流风场 8. 波浪和水流的建模 8.1 塔架和基础模型 8.2 波谱 JONSWAP / Pierson-Moskowitz 谱 8.2.1 8.2.2 用户定义谱 8.3 上限频率 8.4 波浪粒子运动学 8.5 轮车扩展理论 8.6 不规则波浪的仿真 8.7 规则波浪的仿真 8.8 水流速度 8.8.1 近表面水流 8.8.2 次表面水流 8.8.3 近岸水流 8.9 总速度和加速度 8.10 作用力 8.10.1 Morison 方程的相对运动形式 8.10.2 作用在圆柱元素上的纵向压力 9. 地震模拟 9.1 动态响应计算 9.2 响应谱 9.3 兼容地震加速度图的响应图谱的生成 10. 后处理 10.1 基本统计 10.2 傅里叶谐函数，及其周期性和随机性成份 10.3 极限载荷的预测 10.4 频谱分析 10.5 概率，尖峰和水平正交分析 10.6 规律非稳定循环计算与疲劳分析 10.6.1 雨流循环计算 10.6.2 疲劳分析 10.7 年发电量 10.8 极限载荷 10.9 闪变 11. 参考文献 - iii - 49 53 54 55 55 56 56 56 57 57 58 58 59 60 61 61 61 62 62 62 62 64 64 64 64 66 66 66 66 70 70 71 71 72 72 73 74 75
    Garrad Hassan and Partners Ltd Document: 282/BR/009 ISSUE:013 FINAL 1. 简介 1.1 目的 GH Bladed 是一个用于风机性能和载荷计算的集成化的软件包，主要应用于以下目 的： • 风机初步设计 • 详细设计和零部件技术要求 • 风机验证 在软件良好的图形界面下，用户可方便地执行下列任务： • 风力机参数、风和载荷工况的定义 • 稳态性能的快速计算，包括： 1 of 84 • 动态模拟包括以下工况： ◊ 气动力学计算 ◊ 性能参数计算 ◊ 功率曲线计算 ◊ 稳态运行载荷 ◊ 稳态停机载荷 ◊ 正常运行 ◊ 启动 ◊ 正常和紧急刹车 ◊ 空转 ◊ 停机 ◊ 动态功率曲线 • 通过对计算结果的后处理，可以获得： ◊ 基本的统计数据 ◊ 周期性分量分析 ◊ 概率密度、峰值和 水平交叉分析 ◊ 频谱分析 ◊ 互谱图、相关性和传递函数分析 ◊ 雨流和疲劳分析 ◊ 变量的组合 ◊ 年发电量计算 ◊ 极限载荷 (最恶劣工况下) ◊ 闪变强度 输出：计算结果可以以图形方式输出，也可以结合 WORD 文档报告输出。
    Garrad Hassan and Partners Ltd Document: 282/BR/009 ISSUE:013 FINAL 1.2 理论背景 Garrad Hassan 着手进行风机性能和载荷计算软件的开发经历了很长时间，开发软件的 主要目的是编制出用于风机设计和验证用的可靠工具。 GH Bladed 中所应用的模型和理论方法已经通过从以下风机上收集到的实测数据得到 了广泛的验证： • WEG MS-1, 英国奥克尼郡, 1991 • Howden HWP300 和 HWP330, 美国, 1993 • ECN 25m HAT, 荷兰, 1993 • Newinco 500 kW, 荷兰, 1993 • Nordex 26m, 丹麦, 1993 • Nibe A, 丹麦, 1993 • Holec WPS-30, 荷兰, 1993 • Nordtank 300 kW, 丹麦, 1993 • Riva Calzoni M30, 意大利, 1993 • Tjaereborg 2 MW, 丹麦, 1994 • Zond Z-40, 美国, 1994 • Nordic Wind Power Prototype, 瑞典, 1995 • Nordtank 500 kW, 威尔士, 1995 • Vestas V27, 希腊, 1995 • Danwin 200 kW, 瑞典, 1995 • Carter 300 kW, 英国, 1995 • NedWind 1 MW, 荷兰, 1995 • WindMaster WM750-P 750 kW, 荷兰, 1995. 本手册描述了 GH Bladed 中应用的各种模型的理论背景和数学方法。 1.3 技术支持 GH Bladed 提供一年的维护和技术支持协议，也可以约定更长的期限，技术支持包括 技术支持热线电话、传真或电子邮件： 电话： 传真： E-mail： +44 (0)117 972 9900 +44 (0)117 972 9901 bladed@bristol.garradhassan.co.uk 1.4 文档资料 2 of 84
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