Dynamic investigation of twist-bend coupling in a wind turbine blade

This paper presents some results and aspects of the multidisciplinary and interdisciplinary research oriented for the experimental and numerical study in static and dynamic domains on the bend-twist coupling in the full scale section of a wind turbine blade structure. The main goal of the conducted research is to confirm experimentally the numerical prediction of modification of the dynamic and static properties of a wind turbine blade. The bend-twist coupling was implemented by adding angled UD (UniDirectional) layers on the suction and pressure side of the blade. Static and dynamic tests were performed on a section of the full scale wind turbine blade provided by VestasWind Systems A/S. The results are presented and compared with the measurements of the original and modified blade. Comparison analysis confirmed that UD layers introduce measurable bend-twist couplings, which was not present in the original blade.

---

W artykule przedstawiono wyniki multidyscyplinarnych prac badawczych prowadzonych na sekcji dużej łopaty turbiny wiatrowej. Prace obejmowały badania eksperymentlane oraz symulacje numeryczne sprzężenia typu zginanie-skręcanie w statyce i dynamice badanej łopaty. Podstawowym celem badawczym było potwierdzenie w drodze eksperymentu wyników symulacji numerycznej własności statycznych i dynamicznych łopaty. Sprzężenie typu zginanie-skręcanie zostało wprowadzone w konstrukcji łopaty poprzez dodtkowe zalaminowanie warstw kompozytów włóknistych jednokierunkowych po obu stronach łopaty pod dobranym kątem. Testy statyczne i dynamiczne zostały zrealizowane na sekcji dużej łopaty turbiny wiatrowej dostarczonej przez producenta Vestas Wind Systems A/S. W pracy przedstawiono i porównano wyniki badań oryginalnej sekcji łopaty oraz sekcji zmodyfikowanej. Analiza porównawcza wyników potwierdziła wyniki symulacji numerycznych. Wprowadznie dodatkowych warstw kompozytu włóknistego spowodowało powstanie w badanej łopacie mierzalnego sprzężenia typu zginanie-skręcanie. Sprzężenie to nie było obserwowane w oryginalnej łopacie przed modyfikacją.