基于NREL定义的5MW风力机整机的双向流固耦合计算分析

作     者：王辉 杜文风 赵艳男 王英奇 高博青 WANG Hui;DU Wenfeng;ZHAO Yannan;WANG Yingqi;GAO Boqing

作者机构：河南大学土木建筑学院开封475004 浙江大学建筑工程学院杭州310027 

基　　金：国家自然科学基金(U1704141) 

出 版 物：《建筑结构》 (Building Structure)

年 卷 期：2023年第53卷第22期

页      码：92-97页

摘      要：叶素-动量理论是一种基于二维平面的近似理论,未考虑三维旋转效应和非定常因素,存在一定的局限性,随着风电技术的快速发展,机组尺寸组件增加,风轮直径逐步增大,这种局限性日益突出。对兆瓦级风力机进行整机的双向流固耦合分析,在一定程度上能弥补这种局限性。基于ANSYS Workbench 2020R1软件搭建流固耦合分析平台,采用RNG k-ε模型和滑移界面技术,对美国国家可再生能源试验(NREL)定义的5MW离岸风力机进行整机的双向流固耦合分析,并将结果与单向流固耦合分析进行对比。研究结果表明:在11.4m/s的额定风速下,整机的最大应力192MPa出现在机仓与塔架的连接处;从前缘到尾缘方向叶片位移逐渐增加,呈现非线性分布;翼弦展向2/3左右处出现应力集中现象;对风力机整机进行双向的流固耦合分析,可为风力机的设计提供更加真实可靠的数值模拟结果。

主 题 词：风力机 双向流固耦合 整机 全尺寸 滑移网格 

学科分类：080702[080702] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0813[工学-化工与制药类] 0814[工学-地质类] 

D　O　I：10.19701/j.jzjg.20210139

馆 藏 号：203124966...