風力發電機輪轂的案例
為什么風力發電機轉得那么慢還能發電？
風力發電機是將風能轉換為機械功，機械功帶動轉子旋轉，最終輸出交流電的電力設備。
我們曾報道過位于丹麥的V164，高達220米，上面安裝有3個巨型葉片，每個葉片長達80米。一天24小時能發電26萬度，足夠滿足數百戶家庭1個月的用電量。
關于這個發電量，小編收到大家的疑問比較多，風機轉得這么慢能發電嗎，發電量真的有那么多嗎？
大家都玩過手搖發電手電筒吧，使勁的搖幾下，手電真的能亮一會，但是持續的時間并不長。最經典的要數手搖剃須刀了，記得上高中那會，十分流行（一不小心就暴露年齡了）。
當然，風機并不同于這種手搖玩具，它真的在發電！
其實，風機葉片轉速慢的原因很簡單，這跟自身的重量以及風速有很大關系。
越大型的風機，葉片越長，重量越大，轉得越慢。1.5兆瓦風機葉片重約6噸，是0.75兆瓦風機葉片的1.8倍，但每分鐘才轉18圈，只有0.75兆瓦風機的3/4。
風機葉片的轉速跟風速也有很大關系，風速越快，風機轉得越快。1.5兆瓦風機在風速達到3米每秒時，就可以通過轉動齒輪提高轉速，從而帶動發電機發電。
那么，風機葉片轉速能不能隨著風速的增加而無限增大呢？
那肯定不是。
當風速超過風機限定速度時，風機就要停止工作。因為如果轉速過快，離心率大大增強，慣性趨勢會打破風機自身的平衡，葉片就容易折斷。
因此，每種型號的風機都有最大轉速。
展開 風力發電機的模態分析
本案例用SIMSOLID對風力發電機進行了快速的模態分析。
模型如下圖所示，底部固支：
在analysi下拉選項中選擇Modal進行模態分析，如下圖所示：
設定分析的模態數量為10，計算所得前10階固有頻率如下圖所示：
其中前三階模態如下：
一階模態
二階模態
三階模態
通過SIMSOLID，可以方便的播放模態動畫。
展開 Workbench fluent風力發電機組葉片流場及溫度場仿真，附詳解視頻及原模型 ￥96
本文檔提供基于ANSYS的風力發電機組溫度場仿真全流程指南，涵蓋幾何處理、網格劃分、求解設置及后處理等核心環節，結合實用技巧與問題解決方案，助力用戶高效完成熱場分析，支撐機組熱管理設計與性能優化。
請使用全英文路徑完成整個流程。
1. 幾何建模與處理
1.1 幾何導入與預處理
啟動SpaceClaim模塊
在ANSYS Workbench中創建新項目，拖拽 “fluid flow(fluent)”模塊至項目流程圖。右鍵選擇“edit Geometry in SpaceClaim ”進入幾何建模界面。
通過菜單欄“File”→“Import”導入風機模型（支持格式：STEP、IGES、Parasolid等），直接拖拽模型到窗口也行。若模型包含多余部件（如螺栓、支架），需手動刪除以簡化計算。
幾何切割與旋轉操作。平面切割：選擇選項卡中的切割工具，以塔筒底部或葉片根部為參考平面進行切割，斷開幾何體的連接。此步驟確保后續旋轉操作僅作用于葉片部分。通過“Move”工具中的“Rotate”功能調整葉片至停機狀態（一個葉片朝下）。該軟件需要單獨學習操作的，可以關注作者的其他課程。
合并幾何體：使用“Combine”功能將旋轉后的葉片與塔筒合并為單一部件，避免后續分析中出現接觸面不連續問題。使用“Repair”工具修復模型中的微小縫隙或重疊面，確保幾何封閉性。對于復雜曲面（如葉片翼型），可通過“Simplify”功能減少局部細節，提升網格生成效率。
1.2 流體域抽取
創建外部流體域：在SpaceClaim中，選擇“準備”選項卡，使用“外殼”工具沿風機周圍生成長方體流體域，可以鍵盤上直接輸入數值。建議尺寸為風機幾何的20-30倍。
展開 風力發電機風和地震耦合 workbench
怎么用workbench做風力發電機的耦合 風機葉片要考慮動量理論
風力發電機組的噪聲控制
風力發電機組的噪聲控制
http://www.newenergy.com.cn 2006-6-7 14:24:00 中國風能協會
摘 要：
簡要分析了風力發電機組的噪聲源，重點介紹了阻尼減振降噪控制和噪聲傳播降噪控制的原理和方法，提出風力發電機組的噪聲控制措施和方法。
關鍵詞：風力發電機 阻尼減振 噪聲控制
0 引言
能源是現代社會和經濟發展的基礎。在常規能源告急和全球生態環境惡化的雙重壓力下，風能作為最有開發利用前景和技術最成熟的一種新能源和可再生能源之一，已成了全球能源工業關注的熱點。自二十世紀七十年代以來，風能開發和利用在歐美發達國家發展非常迅速，風力發電的技術也日趨成熟。中國國家計委于1996 年3 月制定了“乘風計劃”，以風力發電機的國產化來帶動風電場建設的產業化。該計劃旨在采取技貿結合的形式，引進國外先進技術，通過消化吸收，達到自主開發，自行設計和制造大型風力發電機的能力[1]。
風能開發能減輕空氣污染和水污染，但如果處理不當，則會增加噪聲污染。近幾年，隨著風力發電機國產化程度的不斷擴大，而我國制造業與歐美發達國家還有一定的差距，因此國產化風力發電機振動噪聲問題逐漸顯現出來。風力發電場附近居民對風力發電機組產生大噪聲煩擾的投訴、申告也越來越多，甚至威脅到風力發電機的正常國產產業化，因此，風力發電機的減振降噪控制是非常重要和必要的。本文將重點討論阻尼減振降噪技術和噪聲傳播降噪技術在風力發電機組噪聲控制中的應用。
1 噪聲源分析
風力發電機組工作過程中在風及運動部件的激勵下，葉片及機組部件產生了較大的噪聲，其噪聲源主要有：
（1）機械噪聲及結構噪聲
齒輪噪聲。
展開 風力發電機流固耦合模擬
計算模型如下圖所示，在風場中一個3葉的風車結構，來流速度3m/s，垂直于風車面。
速度加載情況為在0時刻為0，1秒時刻加滿，時間函數如下圖所示，總共計算了2.5秒，風車從靜止一點點啟動起來，轉了一圈。
結構場應力動畫：
流場橫切片速度動畫：
流場縱切片壓力動畫：
結構場轉速隨時間變化曲線：
加滑動邊界例題：
【技術】天洑數據建模實施案例集錦（3）- 風力機輪轂強度快速評估
背景和概述
風力發電機主要由葉片、變槳系統、齒輪箱、發電機、偏航系統和輪轂等部分組成。輪轂是風力發電機組中的關鍵零部件，連接著葉片根部和風機主軸，葉片上承受推力、扭矩、彎矩等復雜的交變載荷，通過變槳軸承作用在輪轂上，再經由輪轂傳速給主傳動系統。因而在整個風力發電機組中，對輪轂的強度及壽命要求必須嚴格控制。
輪轂結構的強度計算屬于極其復雜的工程實際問題，利用現有的工程力學和彈性力學等理論很難準確地對承受復雜載荷的輪轂結構進行受力狀態描述，即通過理論計算難以獲得輪轂強度、壽命問題的解析解。
問題和難點
風力機輪轂的設計及強度分析存在以下的問題和難點：
1. 傳統的風電機組輪轂設計受設計人員的主觀因素影響較大，而且設計出輪轂的強度往往安全裕量過大，不滿足控制生產成本的要求；
2. 基于有限元的輪轂強度分析方法需要耗費大量的計算資源和時間，研發周期較長，這是影響輪轂強度計算的主要瓶頸；
3. 輪轂設計和優化需要依賴高精度的強度分析模型。
解決方案：基于DTEmpower的輪轂強度分析建模實戰
為了對輪轂在不同載荷下的應力情況進行快速分析，快速判斷輪轂結構的可靠性，本案例基于DTEmpower數據建模平臺，采用數據驅動的方法建立輪轂載荷和輪轂應力之間高精度的回歸模型，為輪轂的強度分析提供代理模型支撐。
輪轂強度分析建模試驗1
1. 數據集介紹：根據客戶提供的計算程序，結合AIPOD中的智能采樣功能生成輪轂強度數據集。數據集的3維輸入表示輪轂上的三個扭矩，5維輸出表示五個節點的應力。目標是得到輸入輸出變量之間的映射關系；
2.
展開 LMS samcef 的風力發電機組建模仿真
LMS samcef 為風力發電機組設計開發的軟件samcef for wind turbine 包含了直驅系統及多種傳動鏈的結構。
事先在samcef field中創建好需要的直驅風機的主要部件：主軸，主機架，發電機及控制器。其中主軸，主機架都設計為剛體，發電機則由柔性梁單元構建。這樣選擇主要是想要限制模型的自由度，保持較短的計算時間。但主軸的彎曲對底座影響就不在考慮范圍之內。較精確的建模方法是使用超單元模型。控制器采用dll格式文件，編寫可以參照bladed。Dat文件為參數的文本文件，主要便于更改控制器的主要參數。
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SWTdirectdrive.pdf
展開 你見過兩個葉片的風力發電機嗎？
下面這個是明陽風電3兆瓦雙葉片海陸兩用風力發電機組。
這也是國內首個單機容量3兆瓦雙葉片海陸兩用風力發電機組，位于張北縣的國家風電研究檢測中心，該機塔高80米，葉輪由兩葉片組成，葉片半徑48.5米，為海陸兩用機型，由廣東明陽公司設計制造。
2018年8月份，由日本新能源和工業技術開發組織（NEDO）牽頭的財團在日本北九州港完成一臺3MW示范性漂浮式風機組裝。
不論怎么說，你們以后可不準再說風力發電機只有三個葉片了，對了，你們覺得2葉片風機靠譜嗎？
來源：直觀學機械 資料源：風電峰觀察、歐洲海上風電
MSC 軟件推出 AdWiMo-CE 簡化風力發電機認證
AdWiMo 是高級風力發電機建模的縮寫，也是面向風力發電機的數字仿真解決方案。借助附加的“CE”（認證引擎），可大幅縮短負載仿真迭代以及提交認證報告的時間和工作量。
風力發電機的認證需要針對多變的加載條件進行大量的反復計算。對眾多的設計變量進行仿真并對所產生的結果進行研究相當耗時。
業界領先的多體動力學解決方案 MSC“高級風力發電機建模器”（AdWiMo）以 MSC Adams 為基礎，采用動力學技術對發電機的行為進行仿真。
“認證引擎”可根據用戶想要評估的認證準則來自動創建模型變量，從而簡化認證過程。AdWiMo 還能動生成定制的報告、讓用戶更加輕松地對并行仿真進行檢查，使流程變得簡單。
MSC 軟件風力發電機應用團隊主管 Christof Rachor 博士表示：“借助 Adams AdWiMo，用戶能夠顯著提高生產率。這一工具能讓許多任務實現自動化，例如負載仿真、結果分析以及認證報告的生成，而在傳統上，工程師需要數天甚至數周才能完成。”
在漢堡風能展期間（2016 年 9 月 27 – 30 日），AdWiMo 將在 B6 廳 298 號 MSC 軟件展位進行展示。此外還將于 9 月 29 日上午 11:15 在 B1 廳與 B2 廳之間的演講角（一層）進行演示。
公司簡介:
MSC軟件公司成立于1963年，并同時被美國國家航空航天局（NASA）授予將NASTRAN（NASA Structural Analysis） 軟件進行商業化的原始合同。MSC的旗艦產品MSC Nastran作為仿真技術的先驅，被眾多工業行業所使用和信賴，并用于進行結構應力應變分析與預測，振動與動力學分析，聲學分析以及熱力學分析。
展開 案例分享 | 基于海克斯康技術的渦輪增壓風力發電機設計與分析
H2O Turbines Ltd 是英國渦輪增壓風力發電機技術專家。該公司已經建造了一個創新的3KW家用渦輪機，該渦輪機使用專利技術將風能轉化為熱能和電能（圖 1）。該渦輪機足夠小，無需規劃許可即可安裝在后花園中，并將旋轉運動能量轉換為儲存的熱能。簡單來說，當風吹來時，渦輪機的頂部開始旋轉，旋轉軸進入渦輪機的底部進行運轉。渦輪機不使用電氣元件，在運行和發電過程中不燃燒碳，也不使用貴金屬。為了提供更多的清潔熱能，這項技術的升級及推廣計劃正在有序進行中。英國的 DOCAN 是一家先進的工程咨詢和 CAE 軟件分銷公司，一直為H2O Turbines 提供工程支持，支持原型開發和 FEED（前端工程設計）項目。他們一直使用海克斯康的軟件和技術支持這種創新的新型可再生能源系統的開發。
圖 1：渦輪系統的 3D CAD
海克斯康于 2018 年收購BRICSCAD，用于生成新型渦輪系統的 2D 和 3D 幾何并提供 3D 可視化。
將 MSC Apex 應用于幾何形狀處理，以便對葉片結構的不同配置進行快速的結構研究。通過中性面提取、網格劃分和運行分析，可在幾分鐘內完成固有頻率分析（圖 2 和 3）。這一部分對于設計很重要，避免在風載和運行下激發固有頻率。
圖 2：使用 MSC Apex 進行幾何清理
圖 3：固有頻率分析
事實上，H2O 渦輪機將風能轉化為機械能，然后再轉化為熱能。
為了將能量從渦輪機傳輸到加熱系統，將使用大型行星齒輪系統。
因此，不僅需要正確設計和確定齒輪組件的尺寸，還需要確定可以傳遞到加熱系統的機械能。
能量傳遞和系統動力學分析在Adams中完成（圖 4 和圖 5）。
展開 
EDF開源CAE Code_Aster案例 | 在海上風力發電機上的應用
關于Code_Aster
Code_Aster為法國電力集團（EDF）自1989年起開始研發的通用結構和熱力耦合有限元仿真軟件。
Code_Aster可用于力學、熱學和聲學等物理現象的仿真分析，以及進行上述現象的耦合仿真分析。作為一款有限元仿真軟件，Code_Aster可進行靜力學、動力學和振動、子結構分析、土-結構相互作用、流固耦合、熱學等問題的仿真分析，具備廣闊的應用范圍。Code_Aster功能豐富，內置400余種有限單元，擅長處理各類非線性問題。目前Code_Aster與功能強大的仿真平臺Salome有機結合，開發出結構與熱力耦合的集成仿真平臺Salome_Meca，其功能覆蓋結構仿真全流程的各個環節——CAD建模、網格剖分、分析計算以及結果可視化和統計分析。
借助Salome_Meca平臺可開展Code_Aster與其他仿真分析軟件（如CFD、概率分析軟件）的耦合仿真。Code_Aster的開發遵循嚴格的質保要求，目前已通過工業領域的認證，在各工業領域尤其是能源電力領域有大量的工程和研發應用案例。
研究背景
風電作為一種可再生能源，一直被視為緩解化石能源短缺的有效方法。其中海上風電與陸上風電廠相比，具有不占用土地資源，基本不受地形地貌影響，風速更高，風電機組單機容量更大，年利用小時數更高等優點。
傳統的海上風機結構主要是重力式基礎(Gravity-Based Structure, GBS)或單根鋼管柱基礎，即使用混凝土基底或插入海床中的結構抵抗可能的滑移，如下圖(左)所示。
這兩種結構受海底深度以及海床結構影響較大，一定程度上限制了這兩種結構的廣泛運用。然而隨著全球能源需求增大，若要安裝更多的海上風機，必然要向更遠更深的海域發展。此時漂浮式海上風機(上圖右)運用更為廣泛，可用于50m以上的深度
展開 【能源創客】VORTEX——沒有葉片的風力發電機是不是很酷炫？
沒有葉片的風力發電機是不是很酷炫？
西班牙 Vortex Bladeless 公司發揮了他們的想象力，制造出了沒有葉片的風力發電機！！
詳見【http://solarsplus.com/2015/09/01/vortex/】
SWT海上風力發電機建模分析_論文精讀
海上風力發電機建模分析_論文精讀
海上風機swt.zip
隨著大型海上風電場的建設逐步由淺水海域向深水海域發展， 傳統固定式基礎結構已不能滿足海上風機工作性能要求， 研究漂浮式風機已成為各國開發海上風能的熱點工作。本帖分享兩個海上風機論文，具體見附件。
第一個期刊論文采用風機正向設計軟件SWT對海上張力腿浮式風機整體結構進行了模態分析，得到浮式風機整體結構的動態特性。由分析結果可知，浮式基礎的振動對上部塔架有連帶作用；浮式基礎低階振型主要表現為橫蕩、縱蕩、首搖、縱搖、橫搖和垂蕩，高階振型表現為振蕩、搖動和部件振動的復合；浮式風機自振頻率和主要海浪譜頻率以及風機葉片旋轉頻率不產生共振。
第二個為碩士論文，利用專門用于風機設計的軟件 SWT(SAMCEF for Wind Turbine)，建立了三種浮式風機的模型，支撐平臺為張力腿、Spar 和駁船，對三種平臺在三種水深（200
米、300 米和 400 米）、南海海況下進行了動力響應分析和對比。同時研究了風浪載荷、波浪入射角以及波浪周期對平臺運動的影響。得到若干結論，如：1）張力腿和 Spar 平臺平衡位置隨水深的增加而上升，而駁船平臺平衡位置隨水深增加而下降；張力腿和 Spar 平臺系泊纜預張力隨水深的增加而減小，而駁船平臺預張力隨水深增加而增大，系泊纜預張力垂向分量的增量等于平臺排水重量的增量。2）三種浮式風機在一年一遇工況下平臺的運動比 100 年一遇（停機）工況下小，說明波浪載荷對三種平臺運動的影響較大；三種浮式風機的位移、偏轉角、平臺應力和系泊纜張力都在允許范圍之內，浮式風機能安全地進行工作。3）在風速一定的條件下，波高越大，平臺的運動一般也越大；波高一定時，在浮式風機正常工作的風速范圍內，風速增大對平臺運動的影響不是很大。
展開 液壓型風力發電機組并網沖擊仿真研究
以液壓型風力發電機組勵磁同步發電機系統和并網控制系統為研究對象，針對勵磁同步發電機的準同期并網條件，建立了同步發電機和勵磁系統數學模型。理論分析了同步發電機并網沖擊電流和沖擊轉矩。通過MATLAB/Simulink 建立同步發電機、勵磁系統和準同期鎖相模塊仿真模型，采用AMESim 軟件建立液壓調速系統模型，采用聯合仿真的方法，對液壓型風力發電機組準同期并網過程進行研究，分析了系統并網沖擊特性。在實驗室搭建30kVA 實驗臺，實驗驗證了仿真模型和仿真結果的正確性。研究表明定量泵-變量馬達液壓調速系統能將同步發電機轉速穩定控制在準同期并網條件范圍內，同時能有效控制系統并網沖擊，使風力發電機組平穩并入電網。
010-液壓型風力發電機組并網沖擊仿真研究.part1.rar
010-液壓型風力發電機組并網沖擊仿真研究.part2.rar
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