کاهش ارتعاشات صفحه ای پره توربین باد مقیاس کوچک با در نظر گرفتن کوپلینگ ارتعاشات

ارتعاشات پره توربین باد یکی از عوامل مهم و اساسی در کاهش عمل‌کرد توربین‌های بادی می‌باشد. بنابراین مهار و یا کاهش این ارتعاشات می‌تواند کمک شایانی به بهره‌روی هر چه بیش‌تر توربین باد نماید. در این مقاله، کاهش ارتعاشات صفحه‌ای یک نمونه پره توربین باد محور افقی مقیاس کوچک (5 کیلووات) با استفاده از میراگر جرمی تنظیم شده بهینه و با در نظر گرفتن کوپلینگ میان ارتعاشات داخل و خارج از صفحه پره مورد بررسی قرار می‌گیرد. به این منظور، ابتدا معادلات دیفرانسیل حاکم بر دینامیک پره به همراه میراگر جرمی با استفاده از روش لاگرانژ استخراج می‌گردند. برای اجتناب از خطا در تحلیل، از خطی سازی معادلات سیستم خودداری شده و پره به صورت عضو انعطاف پذیر در نظر گرفته می‌شود. در استخراج معادلات حاکم، اثر کوپلینگ میان ارتعاشات صفحه‌ای و ارتعاشات خارج از صفحه پره توربین باد، تاثیر زاویه پیچش بر کوپلینگ ارتعاشات و همچنین تاثیر نیروهای گریز از مرکز و جاذبه در نظر گرفته می‌شود. در ادامه، به منظور کاهش ارتعاشات صفحه‌ای پره توربین باد، از میراگر جرمی تنظیم شده استفاده می‌شود و پارامترهای آن با استفاده از یکی از روش‌های الگوریتم ژنتیک برای یک نمونه پره واقعی بهینه‌سازی می‌گردد. در نهایت، با اعمال نیروی باد به صورت سینوسی با فرکانس متغیر، تاثیر میراگر جرمی بهینه در کاهش ارتعاشات پره در چهار سرعت باد مختلف مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاصل ارائه می‌گردند. نتایج به‌دست آمده نشان دهنده کاهش مطلوب دامنه ارتعاشات پره توربین باد با استفاده از میراگر جرمی بهینه است.