A new methodology for wind turbine

A new methodology for wind turbine code development
is presented in this paper. The methodology is
based on breaking a generic, 2-bladed, teetering-rotor
HAWT into flexible and multi-rigid-body subsystems
Specifically because of the intended use of the code,
the analysis is tailored to minimize the complexity associated
with the multi-rigid-body part of the system,
which is accomplished by using Kane’s method [7]. This
is known to lead to simpler equations of motion than
conventional methods [8]. Simultaneously, the methodology
must provide the needed fidelity for the flexible elements.
These elements are geometrically-exact, beam
finite elements [9], capable of representing accurately
initially curved and twisted composite beams undergoing
large deformation. Some control design methods
require explicit expressions for the elements of the dynamic
matrices, and this method provides that.
The flexible members consist of a flexible tower,
shaft, and blades; whereas, the multi-rigid-body portion
consists of a rigid hub and of a collection of interconnected
bodies which make up the nacelle. The hub
has the teetering degree of freedom relative to the rotor
shaft, and the nacelle bodies have yaw, pitch, and
rotor spin degrees of freedom. For the flexible subsystems
(tower, shaft, and blades), the tower and blades
are represented by geometrically-exact mixed finite elements,
whereas the shaft is a single, linear compliance
finite element connected to rigid bodies at its ends representing
its mass and inertia. The equations for the
rigid bodies and connectivity among them are derived
by use of Autolev [10]. Other than the use of Rodrigues
parameters for finite rotation of the structural nodes
(see [11, 12, 9]), the choice of generalized coordinates is
quite standard. However, a specific choice of generalized
speeds is adopted for rotations about an axis fixed
in each of two bodies which leads to much simpler equations
than would be the case were the derivative of the
rotation angle used [13].
As is well known, Kane’s method facilitates the recovery
of constraint forces in the multi-rigid-body parts
of the system without the use of Lagrange multipliers.
Moreover, the use of the mixed method allows for (1)
direct determination of constraint forces and momen

Kết quả (Việt) 2:

Một phương pháp mới để phát triển mã tuabin gió
được trình bày trong bài báo này. Phương pháp luận này
dựa trên phá vỡ một chung, 2 cánh, choạng-rotor
HAWT vào hệ thống con linh hoạt và đa cứng nhắc thân
Cụ thể vì mục đích sử dụng của mã này,
các phân tích được thiết kế để giảm thiểu sự phức tạp liên quan
với đa cứng nhắc phần -body của hệ thống,
được thực hiện bằng cách sử dụng phương pháp của Kane [7]. Điều này
được biết là dẫn đến phương trình đơn giản của chuyển động so với
phương pháp thông thường [8]. Đồng thời, phương pháp
phải cung cấp cho độ trung thực cần thiết cho các yếu tố linh hoạt.
Những yếu tố hình học-chính xác, chùm
hữu hạn yếu tố [9], có khả năng đại diện cho chính xác
chùm hợp ban đầu cong và xoắn trải qua
biến dạng lớn. Một số phương pháp thiết kế điều khiển
yêu cầu biểu hiện rõ ràng cho các phần tử của động
ma trận, và phương pháp này cung cấp đó.
Các thành viên linh hoạt bao gồm một tòa tháp linh hoạt,
trục, và lưỡi; trong khi đó, phần đa-rigid-cơ thể
bao gồm một trung tâm cứng nhắc và một tập hợp các kết nối
cơ thể mà tạo nên vỏ bọc động cơ. Các trung tâm
có mức độ choạng tự do tương đối so với cánh quạt
trục, và các cơ quan có vỏ bọc động cơ yaw, sân, và
độ rotor quay tự do. Đối với các hệ thống con linh hoạt
(tháp, trục, và lưỡi), tháp và lưỡi
được đại diện bởi các phần tử hữu hạn hình học-chính xác hỗn hợp,
trong khi các trục là một, tuyến tính tuân thủ duy nhất
phần tử hữu hạn kết nối với các cơ quan cứng nhắc ở hai đầu của nó đại diện cho
khối lượng và quán tính của nó . Các phương trình cho các
cơ quan cứng nhắc và kết nối giữa chúng có nguồn gốc
bằng cách sử dụng Autolev [10]. Khác với việc sử dụng các Rodrigues
thông số cho quay hữu hạn của các nút kết cấu
(xem [11, 12, 9]), sự lựa chọn của các tọa độ tổng quát là
khá chuẩn. Tuy nhiên, một sự lựa chọn cụ thể của khái quát hóa
tốc độ được thông qua cho phép quay quanh một trục cố định
trong mỗi của hai cơ quan đó dẫn đến phương trình đơn giản hơn nhiều
hơn sẽ là các trường hợp là các dẫn xuất của các
góc quay được sử dụng [13].
Như đã biết, Kane Phương pháp tạo điều kiện cho sự phục hồi
của các lực lượng hạn chế trong các phần cứng đa-cơ thể
của hệ thống mà không cần dùng Lagrange.
Hơn nữa, việc sử dụng các phương pháp hỗn hợp cho phép (1)
xác định trực tiếp của lực lượng hạn chế và Momen