（精编）实验报告正文

作者：傆來硪愛她 | 发布时间：2021-01-13 01:16:04 收藏本文下载本文

实验报告实验名称 ______________________ 课程名称 _______________________ 院系部: 专业班级：

学生姓名：

同组人: 指导教师：

实验日期 : 学号: 实验台号 : 成绩：

华北电力大学

一、机组模型建立：

机组的基本参数设置如下：

GENERAL CHARACTERISTICS OF ROTOR AND TURBINE Rotor diameter 80 m 3 Number of blades Teeter hinge No Hub height 61.5 m 0 m Offset of hub to side of tower centre Tower height 60 m 4 deg 0 deg 0 deg 3.7 m Tilt angle of rotor to horizontal Cone angle of rotor Blade set angle Rotor overhang Rotational sense of rotor, viewed from upwind Position of rotor relative to tower Transmission Clockwise Upwind Gearbox Pitch Aerodynamic control surfaces Fixed / Variable speed Diameter of spinner Variable 2.5 m Radial position of root station Extension piece diameter Extension piece drag coefficient Cut in windspeed 1.25 m 1.9 m 0.8 4 m/s 25 m/s Cut out windspeed BLADE GEOMETRY Blade length 38.75 m Pre-bend at tip 0 m Full span Pitch control Blade Mass Integrals(No ice)Blade Mass 6546.72 kg 84218.6 kgm First Mass Moment Second Mass Moment Blade inertia about shaft HUB MASS AND INERTIA Mass of hub 1.785E+06 kgm2 2.006E+06 kgm2 14000 kg 0 m Mass centre of hub Hub inertia: about shaft perpendicular to shaft Total Rotor Mass 12000 kgm2 0 kgm2 33640.2 kg 6.029E+06 kgm2 Total Rotor Inertia

TOWER DETAILS Station Number Height(m)Diameter(m)Mass/unit length(kg/m)2935.71 Stiffness(Nm2)1 2 3 4 5-15 15 35 50 60 3.5 2.46E+11 1.43E+11 7.81E+10 5.65E+10 4.22E+10 3.19231 2.88462 2.73077 2.6 2214.09 1492.47 1131.66 824.972 Total Tower Mass Total Turbine Mass 143777 kg 249417 kg 0.6 Drag coefficient for tower Environment Offshore 10 m Mean sea depth Marine growth density Hydrodynamic drag coefficient Hydrodynamic mass coefficient NACELLE GEOMETRY 0 kg/m3 1 2 Nacelle width 2.5 m 6 m 2.5 m 1.6 Nacelle length Nacelle height Nacelle drag coefficient NACELLE MASS Nacelle mass 72000 kg 0 m Nacelle centre of mass lateral offset Nacelle centre of mass above tower top 1.3 m Nacelle centre of mass in front of tower axis Yaw inertia(about tower axis)Nodding inertia(about CoG)Rolling inertia(about CoG)-0.6 m 215000 kgm2 0 kgm2 0 kgm2 Total Tower-head Mass 105640 kg 3.69E+06 kgm2 3.69E+06 kgm2 Total Yaw Inertia: 0 azimu°th Total Yaw Inertia: 90 azimu°th GENERATOR CHARACTERISTICS Generator model Variable Speed Power electronics time constant Maximum generator torque 0 s 14400 Nm 0 Nm Minimum generator torque Phase Angle 0 deg MECHANICAL LOSS TORQUE(kNm, referred to low speed shaft)Low speed shaft torque(kNm)Loss torque(kNm)0 23 960 1280 37 49

Pitch rate for stopping 5 deg/s 90 deg Final pitch angle Rotor speed for parking brake application 0.5 rpm 二、载荷计算过程：

1、风的生成：

设置完基本参数后，我们开始进行载荷计算。在此之前我们需要新建几个文件夹用于存放后续的计算内容。新建三个文件夹，分别命名为：

batch、wind、runs，在 batch文件夹下新建两个子文件夹并分别命名为 wind、runs。完成文件夹的建立后开始后续工作。

首先生成所需的风，步骤如下：

在 Bladed-3.81程序下选择计算（calculations Turbulence出现下列对话框：）中的 main calculations, 双击 Wind 按照上图设置参数，并选择 Kaimal模型进行相关参数设置：

其数据的计算方法如下：

xLu=8.1*a1,xLv=2.7*a1,xLw=0.66*a1,Lc=8.1*a1,H=12, a1=42。计算结果填写在 General情况下的表格中。回到 Main calculations 单击 Multiple Calculation Setup, 其中界面进行风的生成。

可以看到以下界面：

点击生成风文件（Wind file generation）选项并钩选，选择风速，增加 9和 11两个风速：

风速种子数选择 6个，查看计算细节：

双击平均风速排序，将 Runname更改为 wind1到 wind6，风速选择随机。更改 batch queue，将 batch存放的位置改为已设置好的文件夹位置，start batch 开始生成风。

batch文件夹下的字文件夹 wind中。点击

2、载荷的计算：

风生成完毕后开始载荷的计算，步骤如下：

选择 Calculations 界面下的 Power Production Loading, 双击下面方框中的 Output variables,出现下面对话框并将 load 的 output设置为所有叶片：

然后双击 Time varing wind speed and direction, 将湍流风文件更改为之前生成风的文件，并允许风文件循环使用。然后进行 Multiple Calculation Setup, 将风向设置为-8，0，8 三个方向，风文件选择一生成的所有风文件，后查看计算细节，将将路径按照一定规律更改，如下：

Runname更改为 powprod，其中，第一个字母代表风向，第二个字母代表风速，数字代表风文件名。

更改湍流参数，由题目所知，所求为极端湍流风，故选择 ETM,ⅢB类风场，参数设置为 0.14，平均风速设置为 7.5。将 batch queue更改到 batch文件夹子文件夹 runs中，将计算添加到 batch 中开始计算。

计算完成后通过 Data View查看载荷数据。

三、载荷计算报告：

通过 Data View查看载荷情况如下图：

f:yyrunsaa1 [Run "powprod"] Blade station radius =40 m 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 ] m [ n o i t c e l f e d-x 1 e d a l B 0 10 20 30 40 50 60 Time [s] 图 1：叶片偏航角 x方向位置 f:yyrunsaa1 [Run "powprod"] Blade station radius =40 m 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 ] m [ n o i t c e l f e d-y 1 e d a l B-0.1-0.2-0.3-0.4-0.5 0 10 20 30 40 50 60 Time [s] 图 2：叶片偏航角 y方向位置

f:yyrunsaa1 [Run "powprod"] Blade station radius =1.25 m 160000 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 ] N [ y x F 1 e d a l B 0 10 20 30 40 50 60 Time [s] 图 3：叶片载荷 f:yyrunsaa1 [Run "powprod"] Blade station radius =1.25 m 3500000 3000000 2500000 2000000 1500000 1000000 ] N [ m y x M 1 e d a l B 500000 0 0 10 20 30 40 50 60 Time [s] 图 4：叶片弯矩

f:yyrunsaa1 [Run "powprod"] Blade station radius =1.25 m 5000 0 ] m N [-5000 z-10000-15000-20000-25000-30000-35000-40000 M 1 e d a l B 0 10 20 30 40 50 60 Time [s] 图 5：叶片在 z方向的弯矩 f:yyrunsaa1 [Run "powprod"] 370000 360000 350000 340000 330000 320000 ] N [ z y F b u h g n i t a t o R 310000 300000 290000 280000 0 10 20 30 40 50 60 Time [s] 图 6：轮毂载荷

f:yyrunsaa1 [Run "powprod"] 2000000 1800000 1600000 1400000 1200000 1000000 800000 600000 400000 200000 0 ] m N [ z y M b u h g n i t a t o R 0 10 20 30 40 50 60 Time [s] 图 7：轮毂弯矩四、批处理：

1、基本统计：

双击 Post Processing中的基本统计，钩选 Multiple processing，选择载荷情况，load case 中选择已生成的载荷状况，在中查看具体数据。

Variables中选择所需参数，点击 Execute计算，在 data view 2、极限载荷：

双击极限载荷，定义载荷状况。定义载荷组，组名为 runs，安全系数定义为 1.35，选择已生成的载荷，柱状图选择最大和最小值，Variables钩选结合所有叶片，叶片数为参数。点击 Execute开始计算，在 data view中查看相关数据。

3，增加所需五、批处理报告：

1、基本统计：

f:yy [Run "bstats"] 185000 180000 175000 170000 165000 ] , m 5 2.y x F 1 1 = s u i e d a l d a r B [ ] [ N e n o i u l a t v a 160000 155000 150000 145000 140000 t m s u m i e d a l x a M B d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p o p 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 a a a a a a b b b b b b a a a a a a b b b b b b a a a a a a b b b b b b a a a a a a a a a a a a b b b b b b b b b b b b c c c c c c c c c c c c Load Case 图 8：1.25m处的叶片载荷最大值 f:yy [Run "bstats"] 60000 55000 50000 45000 40000 ] , m 5 2.y x F 1 1 = s u i e d a l d a r B [ ] [ N e n o i u l a t v a 35000 30000 25000 20000 15000 t m s u m i e d a l n i M B d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 a a a a a a b b b b b b a a a a a a b b b b b b a a a a a a b b b b b b a a a a a a a a a a a a b b b b b b b b b b b b c c c c c c c c c c c c Load Case 图 9：1.25m处的叶片载荷最小值

f:yy [Run "bstats"] 3700000 3600000 3500000 3400000 3300000 ] , m 5 2.y x M 1 1 = e d a s u i l d B a ] r m N [ e n [ o u l i a t v a 3200000 3100000 3000000 2900000 2800000 t m s u m i e d a l x a M B d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 a a a a a a b b b b b b a a a a a a b b b b b b a a a a a a b b b b b b a a a a a a a a a a a a b b b b b b b b b b b b c c c c c c c c c c c c Load Case 图 10：1.25m处的叶片弯矩最大值 f:yy [Run "bstats"] 1400000 1200000 1000000 ] , m 5 2.y x M 1 1 = e d a l s u i d B a ] r m N [ e n [ o u l i 800000 600000 400000 200000 a t v a t m s u m i e d a l n i M B d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 a a a a a a b b b b b b a a a a a a b b b b b b a a a a a a b b b b b b a a a a a a a a a a a a b b b b b b b b b b b b c c c c c c c c c c c c Load Case 图 11：1.25m处的叶弯矩最小值

f:yy [Run "bstats"] 0.12 0.10 h c t i p 1 e 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00-0.02-0.04 ] d a r d a [ l B ] [ e l e g n u l a a v n a e M d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d o o o r r r o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 a a a a a a b b b b b b a a a a a a b b b b b b a a a a a a b b b b b b a a a a a a a a a a a a b b b b b b b b b b b b c c c c c c c c c c c c Load Case 图 12：叶片桨矩角平均值 2、极限载荷：

f:yy [Run "uloads"] 300000 250000 e d a l B ] [ N [ m 5 ] 2 m 200000 150000 100000 50000.5 1 2.t 1 a , ta y x , F y x e F d a l B 0 x n a m _ 3 b a s i m _ 4 a a s n u r n u r Load Case 图 13：1.25m处的叶片载荷最大值和最小值

f:yy [Run "uloads"] 6000000 5000000 4000000 3000000 2000000 1000000 0 e d a l ] B [ m N [ m 5 2.] m 5 1 2.t 1 a t , a y x , M y x e d a l M B x n i a m _ 3 b a s m _ 2 b c s n n u r u r Load Case 图 14：1.25m处的叶片弯矩的最大值和最小值 f:yy [Run "uloads"] 3000000 2000000 1000000 ] b u h g n i t a t o ] R [ m N [ b u h 0-1000000-2000000-3000000 g n i t a t o R x n i a m _ 3 b c m _ 1 a b s n s n u r u r Load Case 图 15：轮毂载荷最大值和最小值