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 عمل کرد توربین های بادی می باشد. بنابراین مهار و یا کاهش این ارتعاشات می تواند کمک شایانی به بهره روی هر چه بیش تر توربین باد نماید. در این مقاله، کاهش ارتعاشات صفحه ای 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 می گیرد. به این منظور، ابتدا معادلات دیفرانسیل حاکم بر دینامیک پره به همراه میراگر جرمی با استفاده از روش لاگرانژ استخراج می گردند. برای اجتناب از خطا در تحلیل، از خطی سازی معادلات سیستم خودداری شده و پره به صورت عضو انعطاف پذیردر نظر گرفته می شود. در استخراج معادلات حاکم، اثر کوپلینگ میان ارتعاشات صفحه ای 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 می شود. در ادامه، به منظور کاهش ارتعاشات صفحه ای پره توربین باد، از میراگر جرمی تنظیم شده استفاده می شود و پارامترهای آن با استفاده از یکی از روش های الگوریتم ژنتیک برای یک نمونه پره واقعی بهینه سازی می گردد. 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 ارایه می گردند. نتایج به دست آمده نشان دهنده کاهش مطلوب دامنه ارتعاشات پره توربین باد با استفاده از میراگر جرمی بهینه است.