احمد مهدیان پررانی - دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی مکانیک

امروزه در راستای دستیابی به بادهای سریع و پایدار و در نتیجه افزایش در توان تولیدی توربینهای بادی، اندازه این توربین ها بزرگترشده است. با زیاد شدن ارتفاع برج، انعطافپذیری آن نیز افزایش یافته و از اینرو تحلیل دینامیکی برج یکی از ملاحضات طراحی درجلوگیری از پدیده تشدید میباشد. در این مقاله با استفاده از فرضیات تیر اویلر-برنولی و روش نیوتن، معادله حاکم بر ارتعاشات عرضی برج در حضور تمامی نیروهای محوری استخراج، و تاثیر نیروی محوری روی ارتعاشات عرضی برج در توربین های بادیبررسی خواهد شد. از آنجا که معادله دیفرانسیل حاکم بر شکل مود برج، یک معادله دیفرانسیل خطی با ضرایب متغیر خواهد بود؛ ازاین رو، جهت حل معادله دیفرانسیل حاصل روش المان محدود با استفاده از المان تیر اتخاذ شده است. در انتها دیده خواهد شد که وجود نیروهای محوری، بیشترین تاثیر را در اولین فرکانس طبیعی برج خواهد داشت؛ از این رو در نظر گرفتن اثر نیروهای محوری در بررسی ارتعاشات عرضی برج لازم و ضروری به نظر میرسد.

برج توربینهای بادی، ارتعاشات عرضی، فرکانسهای طبیعی، نیروی محوری متغیر، روش المان محدود