一种风力机塔筒及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种风力机塔筒及其制备方法，将塔筒的横向截面边缘设置为周期性凹凸槽结构，该周期性凹凸槽结构的齿槽中能产生稳定的旋涡，旋涡的存在减小了壁面应力，进而降低了气动阻力，并且周期性凹凸槽结构还拉长了绕流尾迹的长度，减小了远场尾迹区的脉动强度，旋涡脱落得到了抑制，这使得脉动阻力减小，减小塔筒的颤振，使得风力机在风力强劲的风场地带屹立，解决了风力机塔筒的稳定性问题，提高风力机的安全性和使用寿命。力机的安全性和使用寿命。力机的安全性和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种风力机塔筒及其制备方法


[0001]本专利技术属于风力机塔筒
，具体属于一种风力机塔筒及其制备方法。

技术介绍

[0002]塔筒是风力机的主要承载部件，所以风力机的塔筒作为风力机的关键部件在风力机使用寿命上起到了关键的作用。随着风力机倒塌事件地不断发生，风力机塔筒的稳定性问题也受到了越来越多的关注。所以提高塔筒结构稳定性，对于风力发电机的安全运行有着重大的意义。目前，塔筒为钢结构和钢筋混凝土结构，为了提高塔筒结构稳定性，经常采用两种方式，一种是在塔筒内壁设置加强筋的强化设计方法，如加筋数目、加筋尺寸等；另一种方法是在塔筒外部设置刚性结构，限制塔筒的左右摆动。上述两种方法虽然都对塔筒进行了加固，但是上述方法也存在一定的缺点。因为塔筒在强化的过程中用钢量也在增加，使得塔筒的制造成本以及体积重量都有所增加，这也给安装带来了不便。上述方法也没有从流体动力学角度考虑风力机塔筒的设计制造，没有从根本上解决风力机塔筒的稳定性问题。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种风力机塔筒及其制备方法，在塔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力机塔筒，其特征在于，所述塔筒横向截面边缘为周期性凹凸槽结构，所述周期性凹凸槽结构形状是凹凸槽型拟合曲线(30)进行缩放和圆周阵列得到的封闭曲线形状，所述凹凸槽型拟合曲线(30)由上凸拟合曲线(28)一侧的最低点和下凹拟合曲线(29)一侧的最高点连接得到。2.根据权利要求1所述的一种风力机塔筒，其特征在于，所述上凸拟合曲线(28)和下凹拟合曲线(29)的拟合曲线方程为：其中，k为差异度系数，k＝0.1
‑
2；y1＝
‑
0.15738x
12
+2.13955x1‑
2.034,0≤x1≤13.4；y2＝0.30836x
22
‑
2.15702x2+3.75654,0≤x2≤7。3.根据权利要求1所述的一种风力机塔筒，其特征在于，所述上凸拟合曲线(28)和下凹拟合曲线(29)通过提取巨人柱仙人掌周期性凹凸槽的截面形状轮廓并进行曲线拟合得到。4.根据权利要求1所述的一种风力机塔筒，其特征在于，所述凹凸槽型拟合曲线(30)进行缩放的缩放比例因子j由上凸拟合曲线(28)中上凸的最高点与上凸左侧最低点之间的竖直距离H和塔筒的横向截面尺寸决定。5.一种风力机塔筒的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：S1利用同心的齿顶圆(1)、中心圆(2)和齿根圆(3)将巨人柱仙人掌周期性凹凸槽的截面形状轮廓进行划分，提取齿顶圆(1)和中心圆(2)之间的多个上凸形状曲线(8)，提取中心圆(2)和齿根圆(3)之间的多个下凹形状曲线(9)；S2分别将多个上凸形状曲线(8)和多个下凹形状曲线(9)的平均化形状曲线作为上凸特征曲线(13)和下凹特征曲线(19)；S3分别对上凸特征曲线(13)和下凹特征曲线(19)的特征点进行拟合得到上凸拟合曲线(28)和下凹拟合曲线(29)，将上凸拟合曲线(28)一侧的最低点和下凹拟合曲线(29)一侧的最高点连接得到仿生凹凸槽型拟合曲线(30)；S4根据缩放比例因子j对仿生凹凸槽型拟合曲线(30)进行缩放，再进行圆周阵列得到仿巨人柱仙人掌截面型线(32)，令塔筒横向截面边缘形状与仿巨人柱仙人掌截面型线(32)形状相同，即得到仿巨人柱仙人掌塔筒(26)。6.根据权利要求5所述的一种风力机塔筒的制备方法，其特征在于，S2中，将多个上凸形状曲线(8)和多个下凹形状曲线(9)分别旋转至同一旋转轴上，得到上凸形状曲线集(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：马祺敏，张洋，王加浩，张家忠，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：