垂直轴风轮气动弹性稳定性和结构动力响应分析

      在布鲁塞尔自由大学对水平轴和垂直轴风轮气动力，气动弹性和动力响应做了大量有效的研究。本报告研究了垂直轴风轮气动弹性特性和动力响应。计算程序包括有限元方法计算风轮分部件共振频率和模态，气动力和力矩计算。本报告还发展了强迫振动响应及气动弹性稳定性计算。
    现有方法是基于有限元和旋翼一塔耦合技术。在此方法中桨叶，旋转轴和塔架以各自的模态来描绘，因此，计算出各自的分部件的特征值，然后，由各自的特征模态根据广义坐标导出运动方程。，因垂直轴风轮是轴向对称的，所以其运动方程是常系数微分方程，这样就可采用标准的特征值的方法来求解。
    本研究解决了风轮两项重要特性的分析方法：(1一)确定耦合风轮自然频率和气动弹性稳定性分析方法，(2)在激振力作用下，风轮结构动力响应分析方法。激振载荷包含气动力、动力及离心力。气动力是用双多流管理论计算的。
    此方法经在桨叶形状为troposkien，两个桨叶的达里厄垂直轴风轮上进行验证。算例选择的风轮是荷兰PIONEER I号。在试验研究中，在结构动力响应方面做了大量试验，试验结果证明，本文所用的理论模型是可用的。
    图2为垂直轴风轮l至4阶振型和振频。