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系統識別號 U0026-0812200911263662
論文名稱(中文) 風車葉片運動模擬與動態分析
論文名稱(英文) The Motion Simulation and Dynamic Analysis of the Wind Turbine Blades
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 航空太空工程學系專班
系所名稱(英) Department of Aeronautics & Astronautics (on the job class)
學年度 93
學期 2
出版年 94
研究生(中文) 徐彬堯
研究生(英文) Pin-Yao Hsu
學號 p4791108
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 99頁
口試委員 口試委員-楊文彬
口試委員-尤芳忞
口試委員-翁慶隆
指導教授-鄭泗滄
中文關鍵字 風車  風車葉片  運動模擬  動態分析 
英文關鍵字 wind turbine  wind turbine blade  ANSYS  ADAMS 
學科別分類
中文摘要   本文針對風車葉片進行系統運動模擬和動態分析。在系統運動模擬部分,利用FAST建構出一個1.5MW、3個葉片、上風式、水平軸式的風車,然後將模型轉入ADAMS機構模擬軟體中進行分析與運動模擬,再將FAST和ADAMS分析的結果互相比較後有相當不錯的結果。

  在動態分析方面,我們在有限元素分析軟體ANSYS中建立一個完整的風車葉片模型,將FAST分析出作用在葉片上的等效力和等效力矩當作負載,可分析出整個葉片的應力分佈、變形量和自然振動頻率。

  經由上述的方法,可以幫助風車設計者預知其運動狀態,找出對風車系統有影響的參數,與葉片可能產生破壞的部位並對數值分析結果做整體及重要部位的判斷。


英文摘要  The purpose of this thesis is to build a wind turbine model and perform the motion simulation and dynamic analysis. In motion simulation part, we used FAST to model a 1.5MW, three-bladeed, up-wind, horizontal-axis wind turbine model and exported this model into ADAMS. ADAMS can generate a graphics output file which may be to view an animation of the motion simulation. The analysis results compared with FAST and ADAMS are obtained good agreements in this case.

 In dynamic analysis, we built a full-scale wind turbine blade model into the F.E.A software ANSYS, then applied the aerodynamic load which is from FAST analysis result into the blade we built. We could obtain stress distributions, deflections and nature frequencies of the wind turbine blade. It is useful for the construction of the methodology of designing and analysis mode for wind turbine blades.
論文目次 簽名頁
授權書
簽署人須知
致謝
中文摘要
英文摘要
目錄..................................................Ⅰ
表目錄................................................Ⅳ
圖目錄................................................Ⅴ

第一章 緒論
1-1 研究動機...........................................1
1-2 研究背景 ..........................................3
1-3 風力發展歷史 ......................................7
1-4 國內風力發展應用過程 ..............................8
1-5 文獻回顧..........................................11
1-6 研究方法..........................................14

第二章 風車之原理、架構與特性
2-1 風的產生..........................................15
2-2 風力發電機分類....................................17
2-3 風車之主要架構....................................22
2-4 表示風車性能的特性係數............................25
2-5 葉片數量和轉子尺寸大小............................28
第三章 風車運動模型的建立
3-1 FAST簡介......................................... .30
3-2 ADAMS機構分析軟體簡介.............................31
3-3 AeroDyn之軟體簡介.................................35
3-4 電腦輔助分析軟體ANSYS 之架構簡介..................36
3-5 風車模型描述......................................41
3-6 風車葉片之座標系統................................43
3-7 風車運動模型的建立程序........................... 44
3-8 FAST分析的結果....................................50

第四章 風車葉片運動模擬
4-1 Adams分析步驟程序.................................60
4-2 FAST與ADAMS分析結果比較...........................66

第五章 風車葉片之動態分析
5.1 在ANSYS建構風車葉片...............................73
5-2 收斂性測試........................................81
5-3 ANSYS與FAST比較...................................83
5-4 自然振動模態分析..................................86
5-5 應力分析..........................................89

第六章 結論與建議
6-1 結論..............................................93
6-2 建議..............................................94

參考文獻..............................................95
自述..................................................98
著作權聲明............................................99
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