水平轴风力机偏航与翼型动态失速的数值模拟

发布时间：2020-12-12 00:03

　　能源问题是人类社会发展的关键问题,如何有效地利用能源是世界各个国家需要解决的核心问题。可再生能源逐渐受到全球各国的重视,特别是风能,发展十分迅速。由于对能源的需求越来越大,随着风能利用技术的发展,风力机大型化趋势明显,偏航工况是水平轴风力机运行中存在的一种典型动态工况。深入研究大型风力机在偏航工况下风轮的气动性能,对提高风力机功率的预测精度以及风力机的安全运行至关重要。本文具体研究内容如下:本文首先介绍了偏航、动态失速、流动控制与涡发生器的基本知识,阐述数值方法的基本原理。在分析问题之前,先验证了数值方法的有效性,保证了后续分析的可信性。通过对Tjaereborg 2MW风力机以及NREL 5MW风力机风轮在不同偏航角下的气动特性进行分析,与轴流工况相比,偏航时功率平均值并非以cos3β的规律下降,风轮推力基本以cosβ的规律下降。偏航运行时,风轮特性(如功率,推力)在旋转周期内呈现3P波动特性,偏航角越大,波动幅值越大。偏航来流在风轮平面的速度分量产生的二次流动会影响叶片主流流动,与偏航角大小和方位角有关。偏航角越大,影响越明显。二次流动在不同方位角下引起气动性能动态变化。风力机根部... 

【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

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012-2016中国各地区风电新增装机容量Isl

１．２．２风力发电机叶片特点??吸收风能的能力与风轮的扫掠面积成正比，为追求风力发电机的发电容量，风力??发电机的发展呈现大型化，必然使风力机的叶片长度增加。额定功率１９．８ＫＷ的尖Ｗ??围家可＿对生能源实验室［６丨（Ｎａｔｉｏｎａｌ?Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ?Ｅｎｅｒｇｙ?Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，?ＮＲＥＬ）?Ｐｈａｓｅ?ＶＩ??风力机的直径为１０．０５８ｍ，而ＮＲＥＬ?５ＭＷ风力机的直径为１２３ｍ。风力机叶片的大别??５??

切出风速ｍ／ｓ?２５??计算域示意及边界条件设置方法如图３－１所示。网格总数为２１０Ｗ，风轮局部网格??如图３－２所示。??臟轮－＇??４物－〇??图３－１计算域及边界条件?图３－２风轮局部网格??轴向来流均匀风条件下，分别计算了四种风速下的风力机功率，并与实验值进行??对比。由图３－３可见，计算值与实验值吻合较好，５?ｍ／ｓ风速下误差较高，约为１９％，??主要是由于小攻角下的翼型升阻比高度依赖于网格分布所引起的；其余风速误差下均??在３％以内。该结果表明采用的ＣＦＤ方法在中、高风速区是准确有效的。接下来，以??来流风速ＶＪＯ?ｍ／ｓ为例进行偏航分析。??２０??


本文编号：2911469