风剪切来流下风力机流场特性与风轮气动载荷研究

发布时间：2022-12-04 17:35

　　以某33 kW两叶片水平轴风力机的风轮为研究对象,采用CFD方法,研究风剪切来流下水平轴风力机流场特性与风轮气动载荷的分布规律。结果表明:在剪切来流下,风轮上游来流风速随方位角的波动曲线偏离由理论计算得到的风速波动曲线;尾流区轴向速度呈现非对称性分布,轮毂上方叶尖涡和叶根涡的移动速度大于轮毂下方叶尖涡和叶根涡的移动速度;同时,风力机叶片和风轮的气动载荷随方位角呈现正余弦的变化趋势,风轮气动载荷功率谱曲线的峰值对应的频率与叶片通过频率的整数倍相关。当风剪切指数由0.1增大到0.5时,风轮转矩和推力的均方根分别减小2.28%和1.43%,但其波动幅值随风剪切指数的增大而增大,并且风轮转矩和推力随方位角的波动曲线存在相位偏移现象,风剪切指数越大,相位偏移现象越明显;风轮偏航力矩和倾覆力矩的均方根分别增大4.07倍和4.04倍,且其波动幅值随风剪切指数的增大而增大。 

【文章页数】：8 页

【文章目录】：
0 引言
1 计算模型
2 数值计算方法及边界条件
3 数值计算方法的验证
4 结果分析
    4.1 风轮上游轴向速度在不同方位角下的分布
    4.2 攻角随方位角的变化
    4.3 尾流区轴向速度分布
    4.4 气动载荷的变化规律
5 结论


【参考文献】：
期刊论文
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[2]基于SPIV的风力机叶尖涡与尾流流场相关性研究[J]. 陈秋华,赖旭.  太阳能学报. 2016(02)
[3]偏航和风切变下风力机气动特性的研究[J]. 陈晓明,康顺.  太阳能学报. 2015(05)
[4]切变入流风况下风力机尾流特性研究[J]. 王胜军,张明明,刘梦亭,徐建中.  工程热物理学报. 2014(08)
[5]风剪切和动态来流对水平轴风力机尾迹和气动性能的影响[J]. 周文平,唐胜利,吕红.  中国电机工程学报. 2012(14)
[6]基于风剪切和塔影效应的风力机风速动态建模[J]. 孔屹刚,王杰,顾浩,王志新,徐大林.  太阳能学报. 2011(08)
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本文编号：3708698