实验报告正文.docx
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实验报告正文
实验报告
实验名称______________________
课程名称_______________________
院系部:
专业班级：
学生姓名：
学号:
同组人:
实验台号:
指导教师：
成绩：
实验日期:
华北电力大学
一、机组模型建立：
机组的基本参数设置如下：
GENERALCHARACTERISTICSOFROTORANDTURBINE
Rotordiameter
80
m
Numberofblades
3
Teeterhinge
No
Hubheight
61.5
m
Offsetofhubtosideoftowercentre
0
m
Towerheight
60
m
Tiltangleofrotortohorizontal
4
deg
Coneangleofrotor
0
deg
Bladesetangle
0
deg
Rotoroverhang
3.7
m
Rotationalsenseofrotor,viewedfromupwind
Clockwise
Positionofrotorrelativetotower
Upwind
Transmission
Gearbox
Aerodynamiccontrolsurfaces
Pitch
Fixed/Variablespeed
Variable
Diameterofspinner
2.5
m
Radialpositionofrootstation
1.25
m
Extensionpiecediameter
1.9
m
Extensionpiecedragcoefficient
0.8
Cutinwindspeed
4
m/s
Cutoutwindspeed
25
m/s
BLADEGEOMETRY
Bladelength
38.75
m
Pre-bendattip
0
m
Pitchcontrol
Fullspan
BladeMassIntegrals（Noice）
BladeMass
6546.72
kg
FirstMassMoment
84218.6
kgm
SecondMassMoment
1.785E+06
kgm2
Bladeinertiaaboutshaft
2.006E+06
kgm2
HUBMASSANDINERTIA
Massofhub
14000
kg
Masscentreofhub
0
m
Hubinertia:
aboutshaft
12000
kgm2
perpendiculartoshaft
0
kgm2
TotalRotorMass
33640.2
kg
TotalRotorInertia
6.029E+06
kgm2
TOWERDETAILS
StationNumber
Height（m）
Diameter（m）
Mass/unitlength（kg/m）
Stiffness（Nm2）
1
-15
3.5
2935.71
2.46E+11
2
15
3.19231
2214.09
1.43E+11
3
35
2.88462
1492.47
7.81E+10
4
50
2.73077
1131.66
5.65E+10
5
60
2.6
824.972
4.22E+10
TotalTowerMass
143777
kg
TotalTurbineMass
249417
kg
Dragcoefficientfortower
0.6
Environment
Offshore
Meanseadepth
10
m
Marinegrowthdensity
0
kg/m3
Hydrodynamicdragcoefficient
1
Hydrodynamicmasscoefficient
2
NACELLEGEOMETRY
Nacellewidth
2.5
m
Nacellelength
6
m
Nacelleheight
2.5
m
Nacelledragcoefficient
1.6
NACELLEMASS
Nacellemass
72000
kg
Nacellecentreofmasslateraloffset
0
m
Nacellecentreofmassabovetowertop
1.3
m
Nacellecentreofmassinfrontoftoweraxis
-0.6
m
Yawinertia（abouttoweraxis）
215000
kgm2
Noddinginertia（aboutCoG）
0
kgm2
Rollinginertia（aboutCoG）
0
kgm2
TotalTower-headMass
105640
kg
TotalYawInertia:
0°azimuth
3.69E+06
kgm2
TotalYawInertia:
90°azimuth
3.69E+06
kgm2
GENERATORCHARACTERISTICS
Generatormodel
VariableSpeed
Powerelectronicstimeconstant
0
s
Maximumgeneratortorque
14400
Nm
Minimumgeneratortorque
0
Nm
PhaseAngle
0
deg
MECHANICALLOSSTORQUE（kNm,referredtolowspeedshaft）
Lowspeedshafttorque（kNm）
Losstorque（kNm）
0
23
960
37
1280
49
Pitchrateforstopping
5
deg/s
Finalpitchangle
90
deg
Rotorspeedforparkingbrakeapplication
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）中的maincalculations,双击WindTurbulence出现下列对话框：
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,其中a1=42。
计算结果填写在General情况下的表格中。
回到Maincalculations界面进行风的生成。
单击MultipleCalculationSetup,可以看到以下界面：
点击生成风文件（Windfilegeneration）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batchqueue，将batch存放的位置改为已设置好的文件夹位置，batch文件夹下的字文件夹wind中。
点击startbatch开始生成风。
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PowerProductionLoading,双击下面方框中的Outputvariables,出现下面对话框并将load的output设置为所有叶片：
然后双击Timevaringwindspeedanddirection,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MultipleCalculationSetup,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Runname更改为powprod，将路径按照一定规律更改，如下：
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batchqueue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DataView查看载荷数据。
三、载荷计算报告：
通过DataView查看载荷情况如下图：
图1：
叶片偏航角x方向位置
图2：
叶片偏航角y方向位置
图3：
叶片载荷
图4：
叶片弯矩
图5：
叶片在z方向的弯矩
图6：
轮毂载荷
图7：
轮毂弯矩
四、批处理：
1、基本统计：
双击PostProcessing中的基本统计，钩选Multipleprocessing，选择载荷情况，loadcase中选择已生成的载荷状况，在Variables中选择所需参数，点击Execute计算，在dataview中查看具体数据。
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3，增加所需参数。
点击Execute开始计算，在dataview中查看相关数据。
五、批处理报告：
1、基本统计：
图8：
1.25m处的叶片载荷最大值
图9：
1.25m处的叶片载荷最小值
图10：
1.25m处的叶片弯矩最大值
图11：
1.25m处的叶弯矩最小值
图12：
叶片桨矩角平均值
2、极限载荷：
图13：
1.25m处的叶片载荷最大值和最小值
图14：
1.25m处的叶片弯矩的最大值和最小值
图15：
轮毂载荷最大值和最小值
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