2020年10月14日-16日，2020北京國際風(fēng)能大會暨展覽會（CWP 2020）在北京新國展隆重召開。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會代表共同參與的風(fēng)能盛會，再次登陸北京，本屆大會以“引領(lǐng)綠色復(fù)蘇，構(gòu)筑更好未來”為主題，聚焦中國能源革命的未來。能見App全程直播本次大會。
在15日上午召開的關(guān)鍵部件技術(shù)創(chuàng)新分論壇上，中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司風(fēng)電事業(yè)部總體技術(shù)部部長/高級主任設(shè)計師巫發(fā)明發(fā)表《大型風(fēng)電機(jī)組葉片與塔筒耦合渦激研究 》主題演講。
以下為發(fā)言實錄：
巫發(fā)明：在這里和大家分享一下一起探討渦激，每年有10米的葉片長的非常快。這個點大家可以看到，為什么渦激大家越來越關(guān)注，關(guān)注是高塔，大家到行業(yè)調(diào)研調(diào)研，不只是高塔有這樣的問題，近期大家會慢慢慢慢會看到有這樣相應(yīng)一些問題大家會注意得到，渦激的問題，虎門大橋大家都知道，作虎門大橋出來之前，在風(fēng)電渦激問題早就被大家關(guān)注了，所以在這里大家可以看到，不管橋梁建筑海洋航空航天，大家關(guān)注非常之多的。這里我講一點，不僅是我們塔筒的影響，還有葉片，也有渦激的問題，在這里做一個介紹。
大的海洋流，可以看到渦激的現(xiàn)象。在教科書上看得最多的大家都很清楚，風(fēng)電行業(yè)現(xiàn)在發(fā)展這么快，大家在渦激上面從高塔發(fā)展過來可能有幾點一個是鈍體的脫渦。業(yè)主看到這個現(xiàn)象你這個風(fēng)機(jī)到底有沒有問題？看到有兩個標(biāo)準(zhǔn)，一個是61400-6，和61400-6，未安裝機(jī)艙的塔筒的問題這個是比較嚴(yán)重的，-6考慮渦激振動對風(fēng)電機(jī)組塔筒的影響，只是說渦激振動對塔筒的影響，是不是葉子渦激對塔筒的影響，吊裝時候的問題，渦激分析我們在塔筒設(shè)計的需要，也是我們認(rèn)證的一個要求。
大家可以看到一個點，我們?yōu)槭裁纯紤]到有葉片的渦激問題，葉片的渦激頻率和塔筒頻率一致的時候，激起塔筒的振動，從這個現(xiàn)象，查閱了一些國外的一些文獻(xiàn)，國外有講到專門有講到，葉片渦激大家可以網(wǎng)上去查，國內(nèi)這方面特別少，另外葉片和塔筒耦合影響到整個塔筒的渦激問題，我在前段時間的可再生能源那次會上我做了一次匯報高效老師探討這個點，根據(jù)這個標(biāo)準(zhǔn)塔筒風(fēng)機(jī)都知道，根據(jù)這個，大家認(rèn)為都是塔筒的渦激，考慮耦合的問題，應(yīng)該是有葉片過去的時候，這里產(chǎn)生的渦激，有兩個項目，不只是一個塔筒的事情，這個昨天正好我講完之后和塔筒的負(fù)責(zé)人探討這個問題。我們做了相應(yīng)的工作，考慮幾種形式，和會場的同仁在探討就是哪些姿態(tài)會更容易引起渦激的問題，其實我們也研究過，塔筒渦激的風(fēng)速，渦激風(fēng)速很低的，塔筒會發(fā)生渦激，我們有一些案例，它不是在上面的風(fēng)，甚至在七八八米，十來米引起葉片渦激不是塔筒的問題了，葉片在塔筒前面當(dāng)這個葉片在塔筒的邊上，大家可以看到這個作用力，葉片的渦激力是非常的明顯，脫落渦是非常明顯，塔筒的渦激，我們單葉片的讓它有動，這邊是葉片與塔筒的耦合的一個過程，所以其實整個的流程特性還是非常復(fù)雜的。
把我們流場力加到動力學(xué)特性上面去做激振，和塔筒頻率一致的下面會發(fā)生哪些事情，串聯(lián)，剛剛說的，負(fù)三次方，避免把塔筒的葉片的力都加到動力學(xué)模型里面去有一個自動發(fā)散的過程，到0.5米甚至到0.6米的情況，加了風(fēng)速，這里我們也做了一個真實的經(jīng)過仿真加載上去和耦合狀態(tài)非常一致。其實我們挖取這么多，真正理解渦激的情況，才知道怎么抑制這些渦激，做了這些事情發(fā)生問題，我們是要通過一些實際測量，看看到底存在多少載荷，到底晃動會不會帶來機(jī)組的問題。做完數(shù)據(jù)的分析，振動頻率是我們塔筒的頻率，搞壞了，我們看看晃動還是有，其實跟真實我們運行的，還是小，也是說，這里說明什么，渦激不是一下子就能把風(fēng)機(jī)弄倒，在你范圍內(nèi)，渦激過程頻度非常多，次數(shù)非常多，它還是個疲勞問題，所以在前面講要標(biāo)準(zhǔn)里面談到要研究它的疲勞，所以我們做渦激的抑制，其實是降低它的次數(shù)降低它的位量，這樣的話不是一定能解決就是讓它沒有發(fā)生這個還是有一定難度的，因為畢竟有那么高那么長的葉片。這是我們做了一次把那些姿態(tài)都擺成跟我們剛剛仿真的一樣，開展復(fù)現(xiàn)，次數(shù)不算太多，三到四次的情況，捕捉到我們的狀態(tài)，然后也用我們相應(yīng)的一些措施去看看這個渦激會不會被抑制住，用我們的方法能不能把它消下去，實現(xiàn)了我們的控制，其實很簡單，串聯(lián)并聯(lián)，從并聯(lián)的方式串聯(lián)的方式，就沒有渦激了，很快的消下去，幾個維度，葉片產(chǎn)生了一些氣動阻力讓它消下去。
這個圖看到渦激的過程為什么有耦合的過程發(fā)動量少，，發(fā)動量越來越大之后有可能會發(fā)生二次發(fā)散，振動力會加劇有可能，這個我們是在探索的過程，發(fā)現(xiàn)它有兩次過程，有一個小的結(jié)論，葉片現(xiàn)在的問題，葉片和塔筒存在渦激耦合的特性，設(shè)計渦激的監(jiān)測系統(tǒng)，設(shè)計方法，得出看到的特征，提出解決方案，這就是講到渦激的問題。
展望還是我們的評價之路，就是這個講的是我們中車各個區(qū)域的布局，葉片做長，把塔筒做高，這種問題都是來解決高性能高可靠和低成本給業(yè)主帶來投資收益，我們做這些事情的時候就發(fā)現(xiàn)，可能我們有很多很多的這種基礎(chǔ)工作要做，就是剛才說的，會不會面臨更多的渦激的問怎么去做？數(shù)字化，大家講數(shù)字化，怎么更準(zhǔn)確的計算，更快速的計算，更合理的計算這些問題，金風(fēng)談到做更多的實驗，真機(jī)實驗就是這樣子的過程，我們需要更快的把計算算完把迭代迭代完及以前兩三年開發(fā)一個產(chǎn)片，現(xiàn)在一年甚至半年有可能我們在產(chǎn)品開發(fā)就是這樣的過程以前。從設(shè)計，以前所有數(shù)量都是數(shù)字化的設(shè)計，到我們的樣機(jī)再校正這個這樣的過程其實是非常長的，我們現(xiàn)在每一臺風(fēng)機(jī)在運行的時候，足夠多傳感器，每一臺樣機(jī)，這樣的反饋的話，讓我們產(chǎn)品做得更好，在這里面我們看到怎么去解決業(yè)主的問題。評價之路要不要到25年，20年扛不住，收益率達(dá)不，是不是25年，政策支不支持，我們上更多的監(jiān)控手段，監(jiān)控手段不能投太多錢，我們現(xiàn)在有性能的監(jiān)控，是不是對這種載荷也有監(jiān)控，不然的話我怎么知道會不會倒塔。所以我們整個有推我們信息系統(tǒng)，其實就是我們的數(shù)字卵生的概念，在評價之路，我們除了產(chǎn)品推的更快更多，把我們的仿真實驗更完美的結(jié)合，把大家的問題解決掉。我的匯報完畢，謝謝大家。
?。ǜ鶕?jù)速記整理，未經(jīng)本人審核）
