2 Literature Survey 32.1 Aeroelasti

2 Literature Survey 3
2.1 Aeroelasticity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2 Flutter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.2.1 Flutter on aircrafts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2.2 Flutter on wind turbines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.3 Stall induced vibrations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3 Methods for Aeroelastic Instability Calculations 11
3.1 Degrees of freedom and coordinate systems . . . . . . . . . . . . . . 11
3.2 Structural dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.3 Aerodynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.4 Flutter instability mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.5 Stability analysis on wind turbines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.5.1 Multi-blade coordinates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.5.2 Wind turbine structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.5.3 Coupling of the aerodynamics and the structure . . . . . . . 23
3.5.4 Nonlinear steady state computation . . . . . . . . . . . . . . 24
3.5.5 Eigenvalue analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.5.6 Campbell diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.5.7 Other methods for stability anlayses . . . . . . . . . . . . . . 26
3.6 Time domain analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.6.1 The aeroelastic simulation tool HAWC2 . . . . . . . . . . . . 27
4 The Reference Turbine 29
4.1 The blades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.2 Tower and support structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.3 Drive train and control system design . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5 Methodology and Validation 35
5.1 Aeroelastic stability analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
5.1.1 Aeroelastic frequency and damping . . . . . . . . . . . . . . . 37
5.2 Simulations in the time domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
vii
5.3 Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
5.3.1 Result from code to code comparison . . . . . . . . . . . . . . 39
6 Results and Evaluation 41
6.1 Baseline blade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.1.1 Aeroelastic stability analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.1.2 Modes which cause instability . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
6.1.3 Simulations in the time domain . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
6.2 Soft blade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
6.2.1 Aeroelastic stability analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
6.2.2 Modes which cause instabillity . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
6.2.3 Simulations in the time domain . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
6.3 Stiff blade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
6.3.1 Aeroelastc stability analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
6.3.2 Simulations in the time domain . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
7 Discussion 59
8 Conclusion and Further Work 63
8.1 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
8.2 Further Work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Bibliography 64
A Analysis of turbine with working generator III
B HAWCStab2 version 98 VII
B.1 Note from Morten Hartvig Hansen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VIII
C Input to HAWCStab2 XI
C.1 Blade definition file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XI
C.2 Main input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Kết quả (Việt) 1:

2 văn học khảo sát 32.1 Aeroelasticity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.2 Flutter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.2.1 rung trên máy bay........................ 52.2.2 rung trên tua bin gió..................... 62.3 stall gây ra rung động......................... 9Các phương pháp 3 để tính toán sự mất ổn định Aeroelastic 113.1 bậc tự do và các hệ toạ độ.............. 113.2 cấu trúc dynamics........................... 133.3 Aerodynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.4 rung sự mất ổn định cơ chế..................... 183.5 ổn định phân tích trên tua bin gió................... 213.5.1 đa blade tọa độ..................... 213.5.2 gió tuabin cấu trúc..................... 223.5.3 khớp nối của khí động lực học và cấu trúc....... 233.5.4 trạng thái ổn định phi tuyến tính toán.............. 243.5.5 Eigenvalue phân tích........................ 243.5.6 Campbell sơ đồ........................ 253.5.7 phương pháp khác cho sự ổn định anlayses.............. 263,6 thời gian phân tích miền.......................... 273.6.1 sự aeroelastic mô phỏng công cụ HAWC2............ 274 tua-bin tham chiếu 294.1 The blades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294.2 tháp và hỗ trợ cấu trúc...................... 314.3 chuỗi lái và kiểm soát thiết kế hệ thống................. 325 phương pháp và xác nhận 355.1 phân tích sự ổn định Aeroelastic...................... . 355.1.1 Aeroelastic tần số và giảm............... 375.2 mô phỏng thuộc phạm vi thời gian..................... 38VII5.3 Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385.3.1 dẫn đến mã mã so sánh.............. 39Kết quả 6 và đánh giá 416.1 Baseline blade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416.1.1 Aeroelastic ổn định phân tích Hider 416.1.2 chế độ mà gây ra sự mất ổn định Hider 436.1.3 mô phỏng thuộc phạm vi thời gian................. 476.2 Soft blade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506.2.1 Aeroelastic ổn định phân tích Hider 506.2.2 chế độ mà gây ra instabillity................. 506.2.3 mô phỏng thuộc phạm vi thời gian................. 536.3 Stiff blade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556.3.1 phân tích sự ổn định Aeroelastc................... 566.3.2 mô phỏng thuộc phạm vi thời gian................. 56Thảo luận 7 598 kết luận và công việc 638.1 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 638.2 Further Work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Tài liệu tham khảo 64Một phân tích của tuabin với máy phát điện làm việc IIIPhiên bản B HAWCStab2 98 VIIB.1 lưu ý từ Morten Hartvig Hansen................... VIIIC đầu vào để HAWCStab2 XIC.1 Blade định nghĩa tập tin............................ XIC.2 Main input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Kết quả (Việt) 2:

2 Khảo sát văn học 3
2.1 Aeroelasticity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2 Flutter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.2.1 Flutter trên máy bay. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2.2 Flutter trên tuabin gió. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.3 Stall gây ra rung động. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3 phương pháp để tính toán sự bất ổn định Aeroelastic 11
3.1 Degrees của tự do và phối hợp hệ thống. . . . . . . . . . . . . . 11
3.2 Kết cấu động lực. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.3 Khí động học. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.4 cơ chế bất ổn Flutter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.5 Tính ổn định phân tích trên tuabin gió. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.5.1 tọa độ Multi-blade. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
cấu tuabin gió 3.5.2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.5.3 Coupling của khí động học và cấu trúc. . . . . . . 23
3.5.4 ổn định phi tuyến tính toán nhà nước. . . . . . . . . . . . . . 24
3.5.5 Eigenvalue phân tích. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.5.6 Campbell sơ đồ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.5.7 Các phương pháp khác để ổn định anlayses. . . . . . . . . . . . . . 26
3.6 Thời gian phân tích miền. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.6.1 Các công cụ mô phỏng aeroelastic HAWC2. . . . . . . . . . . . 27
4 Reference Turbine 29
4.1 Các lưỡi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.2 Tower và cấu trúc hỗ trợ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.3 tàu Drive và thiết kế hệ thống điều khiển. . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5 Phương pháp và Validation 35
5.1 Phân tích ổn định Aeroelastic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
5.1.1 Aeroelastic tần số và giảm xóc. . . . . . . . . . . . . . . 37
5.2 Mô phỏng trong miền thời gian. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
vii
5.3 Validation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
5.3.1 Kết quả từ mã để mã so sánh. . . . . . . . . . . . . . 39
6 Kết quả và đánh giá 41
6.1 Baseline lưỡi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.1.1 Aeroelastic phân tích ổn định. . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.1.2 Phương thức gây mất ổn định. . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
6.1.3 Mô phỏng trong miền thời gian. . . . . . . . . . . . . . . . . 47
6.2 lưỡi mềm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
6.2.1 Aeroelastic phân tích ổn định. . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
6.2.2 Phương thức gây instabillity. . . . . . . . . . . . . . . . . 50
6.2.3 Mô phỏng trong miền thời gian. . . . . . . . . . . . . . . . . 53
6.3 lưỡi cứng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
6.3.1 Aeroelastc ổn định phân tích. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
6.3.2 Mô phỏng trong miền thời gian. . . . . . . . . . . . . . . . . 56
7 Thảo luận 59
8 Kết luận và làm việc thêm 63
8.1 Kết luận. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
8.2 Làm việc thêm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Tài liệu tham khảo 64
Một phân tích của tuabin với máy phát điện làm việc III
phiên bản HAWCStab2 B 98 VII
B.1 Lưu ý từ Morten Hansen Hartvig. . . . . . . . . . . . . . . . . . . VIII
C Input HAWCStab2 XI
file định nghĩa C.1 Blade. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XI
đầu vào C.2 Main. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .