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車載型5KW柴油發(fā)電機(jī)價格保證機(jī)組安全運行起著至關(guān)重要的作用。本課題在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863)項目“風(fēng)電場、光伏電站集群控制系統(tǒng)研究與開發(fā)(No.2011AA05A104)"的資助下,完成了以下研究工作。(1)建立了三維湍流風(fēng)場模型,詳細(xì)推導(dǎo)了改進(jìn)的Von Karman譜,歸納了影響三維湍流風(fēng)場的塔影效應(yīng)和尾流效應(yīng)的計算模型。介紹了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉素動量理論,并分析了葉素動量理論的不足。為了考慮風(fēng)輪空氣動力的三維效應(yīng),引入了葉尖輪轂損失修正、推力系數(shù)修正、攻角修正和風(fēng)切變速度修正?？偨Y(jié)了現(xiàn)有的幾種結(jié)構(gòu)建模方法,對比了三種結(jié)構(gòu)建模方法的優(yōu)缺點。

推導(dǎo)了旋轉(zhuǎn)Fourier自譜和互譜準(zhǔn)確的解析表達(dá)式,分析了旋轉(zhuǎn)Fourier譜的物理本質(zhì),旋轉(zhuǎn)Fourier譜為無數(shù)個源譜經(jīng)過旋轉(zhuǎn)頻率的整數(shù)倍平移再乘以相應(yīng)的加權(quán)系數(shù)的疊加,其中加權(quán)系數(shù)為平移之后旋轉(zhuǎn)頻率的n階模態(tài)即相干函數(shù)的Fourier展開系數(shù)。旋轉(zhuǎn)Fourier自譜本身既包含幅頻特性,也包含相頻特性。風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)主要通過相干函數(shù)和時滯參數(shù)體現(xiàn)出來,相干函數(shù)體現(xiàn)幅值譜的變化,時滯參數(shù)體現(xiàn)相位變化。相干函數(shù)的選取對旋轉(zhuǎn)Fourier譜的分布具有重要的影響。對傳統(tǒng)的Davenport指數(shù)相干函數(shù)進(jìn)行修正可以消除旋轉(zhuǎn)Fourier譜在旋轉(zhuǎn)頻率的整數(shù)倍頻處出現(xiàn)的跌落。風(fēng)切變改變了平均風(fēng)速在垂直平面上的分布,從而改變了源譜譜值的大小和旋轉(zhuǎn)采樣點的選取。(3)基于譜表示方法分別模擬了塔架和風(fēng)輪葉片上不同點的湍流風(fēng)速時程,提出了引入相位延遲因子的湍流風(fēng)譜譜表示方法。對比了多時間尺度的旋轉(zhuǎn)采樣點和靜止采樣點模擬得到的風(fēng)速時程。旋轉(zhuǎn)效應(yīng)導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)葉片上計算點的風(fēng)速時程脈動頻率明顯要高于靜止葉片上對應(yīng)點的風(fēng)速時程。計算譜與目標(biāo)譜變化規(guī)律具有高度的一致性,結(jié)果表明：旋轉(zhuǎn)Fourier譜和引入相位延遲因子的譜表示方法能夠準(zhǔn)確有效地模擬旋轉(zhuǎn)風(fēng)輪葉片上的風(fēng)速時程。