动态风载对尾迹亏损及涡量耗散的影响研究

发布时间：2021-03-24 12:32

　　气流通过高速旋转的叶片会产生复杂的湍流结构,对风力机尾流发展与输出功率造成不利影响。本文对新能源实验基地自然风速进行了实时监测与分析,根据实测变风数据建立了稳定、渐变风、阵风等不同变风阶段的尾迹流场特征非稳态计算模型,探究了不同动态风速变化对尾迹流场速度分布及涡量耗散的影响规律。研究结果表明:相对于稳定入流,动态风载会造成尾迹速度亏损,不同变风阶段沿尾迹发展径向方向上的速度变化梯度存在差异。同时:涡量耗散速度受动态风速变化率影响的敏感度不同,近尾迹区域中心涡与电机绕流引起的湍流掺混会对中心涡量最大值的位置产生影响.相关成果对于提高风轮气动性能、控制尾流发展具有一定的参考价值。 

【文章来源】：工程热物理学报. 2020,41(10)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图２典型风况??Ｆｉｇ．?２?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｗｉｎｄ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ??１．２风况函数??１）阵风函数??阵风函数如式（１所示

图１测风装置??Ｆｉｇ．?１?Ｗｉｎｄ?ｍｅａｓｕｒｉｎｇ?ｄｅｖｉｃｅ??

图３所示。??网格划分??Ｍｅｓｈｉｎｇ??在非稳态条件下采用ＳＳＴ?Ａ；－算法开展计算。??分别将上述所获的阵风、渐变风和扰动风数学模型??作为速度入口边界条件；出口边界条件设置为静压，??相对压力〇?Ｐａ。壁面和地面设置为无滑移壁面。??３计算计算结果分析??３．１动态风载对近尾场速度的影响??风轮汲取来流空气能量后，会在其尾流中形成??速度亏损，尾流速度场的差异＾＾会对下游风力机的??做功能力产生影响．为此提取阵风加速和稳定入流??时的尾迹速度场云图为例进行对比，如图４。同时，??Ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ｉｎ??Ｃｏｎｔｏｕｒ?２??ｒ?１０．６７??■９．６０??■８．５４??■７．４７?ｌ??■６．４０?Ｉ??■５．３４?Ｉ??■４．２７?＼??■３．２０??■２．１３??■?１．０７??０．００??［ｍ－ｓ＿，］??Ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ｉｎ??Ｃｏｎｔｏｕｒ?９??ｑ?１２．５０??１１．２５??１１０．００??■８．７５??１－７．５０??１－６．２５??？－５．００??■３．７５??Ｊ－２．５０??Ｋ１．２５??０．００??［ｍ．ｓ＿１］??Ｓ迹中心亏损区ｐ??近碰发散区??（ａ）阵风加速??ｆ〇．５ｄ．．＼．Ｏｄ－＼．５ｄ＾２．０ｄ?￣??ＬＡ．，??（ｂ）稳定入流??图４尾迹速度场的差异性??Ｆｉｇ．?４?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ?ｏｆ?ｗａｋｅ?ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ｆｉｅｌｄ??由图４中数据可知，相比于稳定入流，阵风加??速时电机两侧的气体被压缩地更为明显，尾舵周围??的气体掺混效应更为严重；同时，随尾迹向后方发??展，尾迹中心的速度逐渐增大，风加速诱使尾

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3097730