[发明专利]液体阻尼器抑振效果检测方法、装置及风力发电机

说明书

本发明涉及新能源领域，提供一种液体阻尼器抑振效果检测方法、装置及风力发电机，该方法包括：对风力发电机的外环境流场进行流体动力学仿真计算，获取作用在风力发电机塔筒上的气动载荷时序数据；基于气动载荷时序数据，对振动系统的结构动力学模型和阻尼器内部的三维流场模型进行耦合，以获取阻尼器抑振效果的检测结果；其中，振动系统包括阻尼器和塔筒；阻尼器用于抑制塔筒的振动。本发明提供的液体阻尼器抑振效果检测方法、装置及风力发电机，能通过耦合结构动力学和计算流体动力学，对阻尼器内部流体的流动和风力发电机塔筒的振动响应进行分析，同时考虑了液体晃动时的阻尼力非线性特征，进而能对阻尼器的抑振效果进行更准确的检测。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种液体阻尼器抑振效果检测方法、装置及风力发电机。

背景技术

阻尼器，是以提供运动的阻力，耗减运动能量的装置，被广泛应用于航天、航空、军工、枪炮、汽车、建筑以及新能源等领域。阻尼器的形状、结构参数、液位高度和布置数量等，均对阻尼器的抑振效果具有显著影响。准确、高效的检测阻尼器的抑振效果，可以指导减振方案的设计。

对于应用于风力发电机的阻尼器，现有的液体阻尼器抑振效果检测方法可以通过构建流体动力学模型，并基于上述流体动力学模型进行数学计算的方式，获取阻尼器抑振效果的检测结果。但是，现有的液体阻尼器抑振效果检测方法未考虑阻尼器产生的阻尼力的非线性特征，从而难以准确的检测风力发电机组中的阻尼器的抑振效果。

发明内容

本发明提供一种液体阻尼器抑振效果检测方法、装置及风力发电机，用以解决现有技术中难以准确的检测应用于风力发电机的阻尼器的抑振效果的缺陷，实现更准确的检测应用于风力发电机的阻尼器的抑振效果。

本发明提供一种液体阻尼器抑振效果检测方法，包括：

对风力发电机的外环境流场进行流体动力学仿真计算，获取作用在所述风力发电机塔筒上的气动载荷时序数据；

基于所述气动载荷时序数据，对振动系统的结构动力学模型和阻尼器内部的三维流场模型进行耦合，以获取所述阻尼器抑振效果的检测结果；

其中，所述振动系统包括所述阻尼器和所述塔筒；所述阻尼器用于抑制所述塔筒的振动。

根据本发明提供一种的液体阻尼器抑振效果检测方法，所述基于所述气动载荷时序数据，对振动系统的结构动力学模型和阻尼器内部的三维流场模型进行耦合，以获取所述阻尼器抑振效果的检测结果，包括：

对振动系统的结构动力学模型和所述阻尼器内部的三维流场模型进行耦合，构建得到所述振动系统的动力学方程组；

将所述气动载荷时序数据作为输入条件，求解所述动力学方程组，以获取所述阻尼器抑振效果的检测结果。

根据本发明提供一种的液体阻尼器抑振效果检测方法，所述将所述气动载荷时序数据作为输入条件，求解所述动力学方程组，以获取所述阻尼器抑振效果的检测结果，包括：

将所述气动载荷时序数据作为输入条件，采用龙格-库塔方法求解所述动力学方程组，以获取所述振动系统的振幅、振动速度和振动加速度，作为所述阻尼器抑振效果的检测结果。

根据本发明提供一种的液体阻尼器抑振效果检测方法，所述求解所述动力学方程组，包括：

在对所述动力学方程组进行求解时，引入所述阻尼器内部流体因摩擦消耗的能量。

根据本发明提供一种的液体阻尼器抑振效果检测方法，所述对风力发电机的外环境流场进行流体动力学仿真计算，获取作用在所述风力发电机塔筒上的气动载荷时序数据，包括：

在所述塔筒发生涡振的临界风速范围内，随机生成时序分布的风速数据；

基于所述风速数据，对风力发电机的外环境流场进行流体动力学仿真计算，获取所述气动载荷时序数据。