偏航对风力机尾迹流场及气动噪声影响研究

发布时间：2024-09-17 17:43

　　自然界的风随机性较强,剪切风、侧偏风、阵风等复杂情况都会出现,且变化无法预知,这些情况的出现都会影响风力机的出力情况及使用寿命,且风力机气动噪声对人类和自然环境的影响也不容忽略。因此,应该关注偏航情况下风力机的出力情况及气动噪声情况。以直径1.4m、翼型为NACA4415的水平轴风力机为研究对象,基于数值模拟计算,利用IDDES湍流模块结合声学FW-H方程的方法对偏航状态下水平轴风力机的流场及声场特性进行研究,得到风轮及近尾迹的流动与声辐射的部分规律,为风力机偏航情况下的气动特性及气动噪声的计算及试验提供了一定的研究基础。模拟结果表明:随着偏航角的增大,压力面的最大压力区域逐渐减小,吸力面每层负压区域逐渐减小,叶尖区域压强差逐渐减小,引起风轮做功能力减弱,升力系数减小,最终导致扭矩减小,风轮输出功率下降:额定工况下,不偏航情况下,风力机输出功率为205.51W,偏航角为30°时功率下降了31%;风轮尾迹流场的偏斜角度增加,导致轴向速度相差越来越大:在径向位置0.2R⁰.3R及0.9R^R处,轴向速度增加明显,在0.3R⁰.9...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1风力机偏航示意图

第二章基本理论第二章.基本理论运行在自然环境中，受到来流空气的作用，使风轮旋带动发电机旋转，产生电能。风力机在不偏航情况下下略有不同，随偏航角的变化每个叶片的攻角都在不荷波动不均。叶片上不仅受到轴向推力，而且产生了义实际运行过程中，来流风速的方向与水平轴风力机的本文就主要研究....

图2流管内能量的变化

为P：321PCPCAUpwp：Pw——在风轮扫掠面积上的风的功率；A——风轮扫略面积；ρ——来流空气密度；Cp——风能利用系数，是随来流风速、风轮旋转速度以及叶、桨距角等）变化的一个物理量。行在空气中的风轮进行如下假设：风力机风轮流动模型看作为单元流管；风力机风轮没....

图3叶素扫掠处的圆环Fig.3Theringsweptbyblade

再令风轮旋转角速度为Ω，来流风速为U∞，则叶片的切向速度与尾流切向速为Ωr、a’Ωr，那么可得流经叶素的净切向流速为(1-a’)Ωr。由图3可以得到该叶素上的相对合速度W：Fig.3Theringsweptbyblade图4叶素的速度与作用力Fig.4Ve....

图4叶素的速度与作用力Fig.4Velocityandforceofblade

11再令风轮旋转角速度为Ω，来流风速为U∞，则叶片的切向速度与尾流切向速度为Ωr、a’Ωr，那么可得流经叶素的净切向流速为(1-a’)Ωr。由图3可以得到该叶素上的相对合速度W：22222WU(1a)r(1a')2-19对合速度与风轮旋转平面之间的夹角（φ....

本文编号：4005809