栄養と食品科学ジャーナル
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概要

非対称風力タービンブレードの数学的モデリングのための現場荷重条件のレビュー

バーズリー A、ウィッティ JPM、ハウ J、フランシス J

この論文では、複合材風力タービンブレードのたわみとひずみ場を解くための、古典的な梁モーメント方程式の一般化された解法について検討します。現場荷重ケースを使用して、ブレード/梁の任意のポイントでのモーメントを効果的にモデル化するための一般化されたモーメント関数が提示されます。モデルでは、コンポーネントが全体の弾性率が 42 GPa の面内準等方性複合材料で構成されていると想定しています。文献で提示されているものに調整された翼の変位とひずみの正確な解と、ジューコフスキー変換で定義された別のものと比較します。補強リブのないモデルでは、ブレードのたわみが、一般に受け入れられている設計コード基準を超えました。開発された各モデルは、提示された解析モデルを導出するために使用される同一の微分方程式の数値 (ルンゲ・クッタ) 解によって厳密に検証されました。オープンソースのコンピュータ支援ソフトウェア (CAS) Maxima で記述された堅牢な設計コードから得られた結果は、ANSYS 商用有限要素 (FE) コードを使用したシミュレーションや実験データと一致することが示されています。理論的処理の主な意味の 1 つは、これらのソリューションを設計コードで使用して、航空宇宙、特に再生可能エネルギー部門で使用される類似コンポーネントの強度を最大化すると同時に、重量とコストを大幅に削減できることです。動翼と固定翼の最も現実的な現場荷重条件が提示され、これはブレードの最適な先端速度比、ブレードの寸法、風速に固有のものであることが示されています。