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Analysis of Mode and Dynamic Stability for Wind Turbine Rotating Blades

机译：风力发电机旋转叶片的模式和动态稳定性分析

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For large-scale offshore wind turbine rotating blades (NREL 5MW), the theoretical model of vibration due to fluid-structure interaction (FSI) is established, and the basic equations for modal analysis are given. Based on ANSYS WORKBENCH platform, the blade modal characteristics at different rotating speeds are analyzed, and further research on dynamic stability is carried out. The results indicate that the FSI and the blade rotation have a great influence on modal frequencies, which increase with the rotating speed of the blade under FSI. When the frequency of the periodic wind speed is close to the first-order natural frequency of the blade, both the maximum flapping displacement and the maximum von Mises stress increase with time, and the vibration divergence appears. At the safe tower clearance of 4.50 m, the critical value of the blade maximum von Mises stress shows a linear upward trend with the increase of the elasticity modulus, which provides technical references for optimization design and safe operation of wind turbine blades.
机译：对于大型海上风力发电机旋转叶片（NREL 5MW），建立了流固耦合振动的理论模型，并给出了模态分析的基本方程。基于ANSYS WORKBENCH平台，分析了不同转速下的叶片模态特性，并对动力稳定性进行了进一步的研究。结果表明，FSI和叶片旋转对模态频率影响很大，模态频率随FSI随叶片旋转速度的增加而增加。当周期性风速的频率接近叶片的一阶自然频率时，最大拍动位移和最大冯·米塞斯应力都随时间增加，并且出现振动发散。在安全塔间隙为4.50 m时，叶片最大冯·米塞斯应力的临界值随弹性模量的增加呈线性上升趋势，这为风机叶片的优化设计和安全运行提供了技术参考。

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