不同强度湍流风对风力机气动载荷的影响

作     者：张立栋 石强 姜铁骝 李钦伟 张磊 徐峰 ZHANG Lidong;SHI Qiang;JIANG Tieliu;LI Qinwei;ZHANG Lei;XU Feng

作者机构：东北电力大学能源与动力工程学院吉林省吉林市132012 中国电建集团吉林省电力勘测设计研究院有限公司吉林省长春市130021 大唐可再生能源试验研究院有限公司北京市密云区101500 河北建筑工程学院能源与环境工程学院河北省张家口市075000 

基　　金：吉林省科技厅重点研发项目(20200403141SF) 

出 版 物：《分布式能源》 (Distributed Energy)

年 卷 期：2023年第8卷第5期

页      码：61-68页

摘      要：湍流强度是影响风力机载荷的重要因素之一。基于OpenFAST软件对NREL-5MW风力机进行了不同强度湍流风为入流条件下的数值计算,利用Turbsim软件生成的5%、10%、15%和20%这4种湍流强度的湍流风作为入流条件,探究了不同湍流强度对风力机叶根处的剪切力和弯矩的影响,并分析了不同湍流强度下风力机叶片整体的载荷分布情况。结果表明:随着湍流强度的增加,风力机的气动载荷和气动功率波动幅值相应出现规律性的增加,但大体变化趋势不变。10%、15%和20%湍流强度下的气动功率标准差比5%湍流强度下的分别高出87%、163%和243%,摆振弯矩标准差比5%湍流强度下的分别高出30%、64%和95%;叶片上的弯矩载荷从叶根向叶尖方向逐渐减小,且随着湍流强度的增加,叶片上的弯矩标准差值也随之增加,在叶根处差别最大,从叶根向叶尖方向逐渐减小,到叶尖处完全重合。且10%、15%和20%湍流强度下的叶根处第一个节点位置的挥舞弯矩比5%湍流强度下的摆振弯矩分别高出44.94%、93.1%和137%。湍流强度的增加对叶片的摆振弯矩影响最大。

主 题 词：风力机 湍流强度 气动载荷 叶根弯矩 OpenFAST 

学科分类：080703[080703] 080704[080704] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

D　O　I：10.16513/j.2096-2185.DE.2308508

馆 藏 号：203124328...