Полуаналитическое решение нелинейной системы лопасти ветровой турбины в плоскости на основе метода минимального невязочного остатка во временной области

WU Chengju ,  

LÜ Zhongrong ,  

LIU Jike ,  

LIU Guang ,  

摘要

Создана динамическая модель плоскостного движения лопасти ветровой турбины, на основе принципа Гамильтона выведено нелинейное дифференциальное уравнение управления движением лопасти в плоскости. В процессе моделирования учитывались сила тяжести, аэродинамические нагрузки и геометрические нелинейные эффекты, вызванные большими прогибами, построено динамическое уравнение непрерывной системы со вторым порядком нелинейности. С помощью метода Галёркина и использования модальных функций консольной балки при постоянной угловой скорости исходное дифференциальное уравнение было упрощено до второго порядка нелинейной системы Матье-Даффинга с параметрическим и прямым возбуждением, и проведён анализ решения методом минимального невязочного остатка во временной области. Результаты исследования показывают, что при параметрическом возбуждении система демонстрирует богатое нелинейное динамическое поведение; в определённых параметрических диапазонах система проявляет устойчивые периодические колебания; при изменении управляющих параметров система может переходить в хаотическое движение.

关键词

ветровая турбина;лопасть;нелинейные колебания;метод минимального невязочного остатка во временной области

阅读全文