基于绝对节点坐标法的太阳能电池板动力学特性分析

发布时间：2023-11-12 18:07

　　太阳能电池板在近地脉动风和太阳辐射作用下的动力学特性一直是光伏发电领域的研究热点。本文基于绝对节点坐标法(ANCF),以太阳能电池板为研究对象,分析太阳能电池板在近地脉动风和太阳辐射作用下的动力学特性。通过以上研究,为太阳能电池板安装结构的设计提供了理论依据,同时对类似薄板的动力学问题提供一种研究方法。主要工作有:(1)基于基尔霍夫板理论,从连续介质动力学的角度出发,推导了绝对节点坐标法下矩形板单元的形函数。在此基础上,将太阳能电池板离散并进一步建立起太阳能电池板的广义质量矩阵、广义外力矩阵以及广义弹性力矩阵。最终在虚功原理的基础之上推导出太阳能电池板的非线性动力学微分方程。(2)为了研究近地脉动风频率、风向、风力和固定方式对于太阳能电池板动态特性的影响,本文基于ANCF动力学方程对太阳能电池板的固有频率及振型进行分析,并将结果与NX仿真结果进行对比验证,结果表明该动力学方程可以有效的对太阳能电池板的固有特性进行分析。通过比较近地脉动风的一般运动规律,可以表明脉动风的频率不会造成太阳能电池板的共振。根据实际情况,建立脉动风的载荷方程,分析了 0.03s内恒定脉动风和变化脉动风对于太阳能...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 太阳能电池板的国内外研究现状
    1.3 绝对节点坐标法的研究进展
        1.3.1 计算方法研究进展
    1.4 本文主要研究内容
2 基于绝对节点坐标法的柔性板建模
    2.1 绝对节点坐标法的矩形板单元描述
    2.2 矩形板应变和曲率推导
    2.3 质量阵推导
    2.4 广义外力推导
        2.4.1 重力所做虚功
        2.4.2 集中力所做虚功
        2.4.3 面力所做虚功
    2.5 广义弹性力推导
    2.6 动力学方程
    2.7 动力学方程的求解
    2.8 验证算例
    2.9 本章小结
3 风载下太阳能电池板的动力学特性分析
    3.1 模型简化及网格划分
    3.2 脉动风频率对太阳能电池板的影响
        3.2.1 自由振动分析
        3.2.2 NX下的模态分析
        3.2.3 仿真结果对比
    3.3 中心固定太阳能电池板在脉动风作用下的瞬时响应
        3.3.1 中心固定太阳能电池板在恒定脉动风作用下的瞬时响应
        3.3.2 中心固定太阳能电池板在阶跃脉动风载荷作用下的瞬时响应
        3.3.3 中心固定太阳能电池板在匀变脉动风作用下的瞬时响应
    3.4 支撑方式对于太阳能电池板在脉动风中瞬时响应的影响
        3.4.1 恒定脉动风载荷
        3.4.2 风力变化脉动风载荷
    3.5 本章小结
4 热载荷下太阳能电池板的特性分析
    4.1 热载荷下柔性板动力学方程
    4.2 太阳能电池板热分析算例
        4.2.1 传热算例
        4.2.2 散热算例
        4.2.3 热辐射算例
        4.2.4 热应变算例
    4.3 热效应对太阳能电池板固有频率的影响
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 工作展望
致谢
参考文献



本文编号：3863671