考虑叶片偏航和干扰效应的大型风力机塔架气动性能研究

作     者：王晓海 柯世堂 WANG Xiaohai;KE Shitang

作者机构：南京航空航天大学土木工程系 

基　　金：国家重点基础研究发展计划项目(973项目)(2014CB 046200) 国家自然科学基金项目(51761165022,U1733129)~~ 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2018年第38卷第15期

页      码：4546-4554页

摘      要：叶片偏航和干扰效应会显著影响大型风力机下游塔架的气动性能。以某5MW风力机塔架–叶片体系为研究对象,采用大涡模拟方法进行了最不利叶片位置下考虑6个偏航角（0°、5°、10°、20°、30°和45°）影响的风力机塔架流场和气动力模拟,并与规范及国内外实测结果进行对比验证大涡模拟的有效性。在此基础上,对比分析不同偏航角对风力机塔架不同干扰区段表面平均风压、脉动风压、升力系数、阻力系数、绕流和尾迹特性的影响。对比发现：随着偏航角度的增大,塔架显著干扰区段最大负压和极值负压先减小后增大,层阻力系数逐渐增大,而塔架未干扰区段最大负压、极值负压和层阻力系数均未呈现明显变化,随着塔架显著干扰区段高度的增加,不同偏航角下层阻力系数均呈现先减小后增大的趋势。综合表明,0°偏航角下塔架气动性能最为不利,随着偏航角的增大,塔架绕流和尾迹影响逐渐减弱,当偏航角达到45°时,塔架气动力与未受叶片偏航和干扰时较为接近。研究结论可为偏航状态下大型风力机塔架设计风荷载取值提供一些科学依据。

主 题 词：风力机 大涡模拟 偏航效应 干扰效应 气动性能 

学科分类：0808[工学-自动化类] 080703[080703] 0809[工学-计算机类] 080704[080704] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

核心收录：

D　O　I：10.13334/j.0258-8013.pcsee.171561

馆 藏 号：203306173...