کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4977016 1451844 2017 17 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Identification of aerodynamic damping in wind turbines using time-frequency analysis
ترجمه فارسی عنوان
تعیین میرایی آیرودینامیکی در توربین های بادی با استفاده از تجزیه و تحلیل فرکانس-زمان
کلمات کلیدی
آسترینگ آیرودینامیک، شناسایی سیستم، تحلیل ویولت، مربع کم توربین های بادی،
فهرست مطالب مقاله
چکیده

کلمات کلیدی

1.مقدمه

2. مدل توربین بادی 13-DOF 

2.1. توضیحات کلی 

شکل1. مدل توربین بادی آیروالاستیک 13-DOF. تعریف سیستم های مختصات متحرک و درجه های آزادی q1(t)؛ ..... و q11(t) 

2.2. ارائه میدان بادی 

شکل3. سرعت های بادی در صفحه روتور 

2.3. خطی سازی بردار بار 

3. ارزیابی میرایی آیرودینامیکی با تجزیه و تحلیل موجک 

3.1. ارزیابی میرایی آیرودینامیکی با استفاده از خطی سازی موجک 

3.2. برآورد دمپینگ آیرودینامیکی با استفاده از اندازه های واقعی 

3.3. ماتریس میرایی آیرودینامیک 

3.4. تأثیرات نویز 

جدول1. پارامترهای مدل توربین بادی 13-DOF

4. نتیجه گیری 
ترجمه چکیده
این مقاله یک روش خطی سازی مبتنی بر موجک برای ارزیابی میرایی آیرودینامیکی یک توربین بادی در طول عملیات ارائه می دهد. این روش برای تخمین میرایی آیرودینامیکی استفاده می شود که صرفاً از اندازه گیری های واقعی پاسخ دینامیکی توربین بادی عملیاتی به دست آمد است که ناشی از تحریک های محیطی از جمله آشوب های هوایی و نیروهای کنترلی می باشد. بر اساس اندازه گیری های پاسخ جابه جایی کلی، سرعت و شتاب بردارها مربوط به یک مدل آیروالاستیک داده شده است و یک کد آیروالاستیک در دسترس است توسط یک ناظر حالت برآورد شده است. سپس، بردار بار تعمیم یافته خارجی ، بسته به بردار سرعت تعمیم یافته، از کد آیروالاستیک بدست می آید. در ادامه، بردار بار تعمیم یافته به دو بخش تقسیم می شود: یک بردار بار شبه استاتیک مستقل بر روی بردار سرعت کلی و یک عبارت درجه اول خطی متناسب با بردار سرعت که نشان دهنده ماتریس میرایی آیرودینامیک می باشد. تكنيك فیلترینگ براي ارزيابي بردار بار شبه استاتيك از اندازه گيري هاي واقعي نيروي سختي ساختاري اعمال می شود كه به صورت حاصل ضرب ماتريس سختي وابسته - زمان و بردار جابه جایی تعميم یافته ی برآورد شده؛ ساخته شده است. در نهایت، ماتریس میرایی آیرودینامیکی وابسته به زمان با تحلیل موجک در هر گام زمانی مورد ارزیابی قرار می گیرد. بر خلاف دیگر روش های مبتنی بر معکوس، این روش مبتنی بر موجک می تواند از محاسبه معکوس ماتریس کوواریانس بردار سرعت، که منحصر به فرد است. روش پیشنهادی با استفاده از یک مدل آیرودینامیک 13-DOF کاهش یافته، نشان داده شده است که برای تقلید از پاسخ موقعیت اندازه گیری شده در توربین بادی استفاده می شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر پردازش سیگنال
پیش نمایش مقاله
تعیین میرایی آیرودینامیکی در توربین های بادی با استفاده از تجزیه و تحلیل فرکانس-زمان
چکیده انگلیسی
The paper presents a wavelet-based linearization method for evaluating aerodynamic damping of a wind turbine during operation. The method is used to estimate the aerodynamic damping solely from actual measurements of the dynamic response of the operating wind turbine due to ambient excitation from air turbulence and control forces. Based on the response measurements the generalised displacement, velocity and acceleration vectors related to a given aeroelastic model and an available aeroelastic code are estimated by a state observer. Then, the external generalised load vector, depending on the generalised velocity vector, is obtained from the aeroelastic code. Next, the external generalised load vector is linearized into two parts: a quasi-static load vector independent on the generalised velocity vector and a first order term linearly proportional to the velocity vector indicating the aerodynamic damping matrix. Filtering technique is applied to evaluate the quasi-static load vector from the actual measurements of the structural stiffness force, made up as a product of the time-dependent stiffness matrix and the estimated generalised displacement vector. Finally, the time-dependent aerodynamic damping matrix has been evaluated by wavelet analysis at each time step. Unlike other inverse-based approaches, this wavelet-based method can avoid calculating the inverse of the velocity vector covariance matrix, which is singular. The proposed method has been illustrated by a reduced 13-DOF aeroelastic model, which is used to mimic the in situ response measured on the wind turbine.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Mechanical Systems and Signal Processing - Volume 91, July 2017, Pages 198-214
نویسندگان
, , , , ,