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2024年2月25日发(作者：十六进制二进制转换器)
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湍流强度对风力发电机疲劳载荷的影响分析
作者：廖丹
来源：《商品与质量·消费视点》2013年第06期
摘 要：为了分析风场湍流强度对风力发电机载荷的影响，我们利用Bladed软件对软件自带的Demo模型进行了不同湍流强度下各部件的疲劳载荷计算，其结果为风力发电机的设计研发提供了一定的参考依据。
关键词：湍流强度；Bladed软件；疲劳载荷计算
一、前言
随着科技的不断发展，各行各业对能源的需求量越来越大，矿石燃料已经不能满足人们生产生活的需要。风能、太阳能、潮汐能等新新能源已经越来越受到重视。2006年国家气候中心对我国风能资源进行了评价，得出：在不考虑青藏高原的情况下，全国陆地上离地面10m高度层风能资源技术可开发量为25.48亿kW。风能是一种清洁的再生能源，分布在我国的广泛地区，为我国的能源需求提供了强有力的补充[1]。
风力发电机组是通过风能带动叶片转动，并将叶片的动能转化为电能。风机的湍流强度一般是由地形引起的湍流和风机产生的尾流来决定。风场的湍流强度对风力发电机的载荷、发电量、振动等性能都有着很大的影响。
本文以Bladed软件自带的demo模型为例，通过对不同湍流强度下各主要部件截面的等效疲劳载荷计算，分析湍流强度对风机载荷的影响。
二、湍流的定义
湍流是指在短时间内的风速变化。湍流产生的原因主要有两个：一个是，由于地形的变化造成的空气在流动过程中与地表的摩擦；另一个是由于空气密度差异和气温变化的热效应是的空气团垂直运动。这两种作用相互关联，互相影响，产生了空气的这种复杂的流动[2]。
湍流强度也称湍流密度，是对湍流总体水平的度量，定义为：
试中， 为风速U相对于平均风速 的标准方差。
湍流强度由地表的粗糙度及高度，以及地貌特征决定。
在IEC、GL等风机设计标准中，一般根据湍流强度将风机的设计等级分类。表1中，列出了IEC61400-1中的风机设计等级。可以看出，根据湍流强度的不同，风机分为A、B、C三类[4]。
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