發(fā)布時間：2021-08-24 03:46

　　基于計(jì)算流體力學(xué)方法（CFD）,采用帶Gamma-Theta轉(zhuǎn)捩的T-SST湍流模型,對NREL PhaseⅥ風(fēng)力機(jī)在9個偏航角的氣動特性進(jìn)行了全三維非定常數(shù)值模擬。計(jì)算的功率與實(shí)驗(yàn)值吻合較好。提取了葉片截面翼型幾何攻角和有效攻角,分析了不同偏航角下風(fēng)輪的功率、推力,以及葉片沿展向各截面壓力分布和法向力載荷系數(shù)的變化規(guī)律。偏航工況下,在旋轉(zhuǎn)周期內(nèi),風(fēng)輪功率、推力呈現(xiàn)2P波動性質(zhì),葉片氣動載荷沿旋轉(zhuǎn)方向呈現(xiàn)余弦交變性質(zhì)。軸向來流工況時,葉片繞流的三維效應(yīng)不明顯。隨著偏航角增大,三維遲滯回環(huán)越來越明顯,且逐漸從內(nèi)葉展過渡到中葉展,外葉展的遲滯效應(yīng)不明顯。 

【文章來源】：工程熱物理學(xué)報. 2018,39(05)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖２計(jì)算域及邊界條件??Ｆｉｇ．?２?Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ?ｄｏｍａｉｎ?ａｎｄ?ｂｏｕｎｄａｒｙ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ??

仲６認(rèn)徑??向?yàn)椋矗�，其中Ｄ為風(fēng)輪直徑？整個流場包括靜止域??和旋轉(zhuǎn)域兩個部分．入口設(shè)置給定速度分Ｍ，外圓??柱壁邊界為由滑移壁面，葉片和輪轂是無滑移壁??面，出口邊界給定大氣壓力。??闋１?Ｋ輪偏航角和．葉片方位角??Ｆｉｇ．?１?Ｗｉｎｄ?ｔｕｒｂｉｎｅ?ｒｏｔｏｒ?ｙａｗ?ａｎｇｌｅ?ａｎｄ?ｂｌａｄｅ?ａｚｉｍｕｔｈ?ａｎｇｌｅ??網(wǎng)格劃分：采用ＡｕｔｏＧｒｉｄ５網(wǎng)格自動生成器劃??分流場三維網(wǎng)格，生成適應(yīng)性較好的貼體結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。??葉片壁面附近進(jìn)行了加密。風(fēng)輪局部網(wǎng)格如圖３所??示？風(fēng)輪網(wǎng)格總數(shù)為４４０萬，壁面ｙ＋＜５，滿足低雷??諾數(shù)湍流模型［１氣外場網(wǎng)格為２４０萬．??Ｆｒｅｅ?Ｓｌｉｐ??圖２計(jì)算域及邊界條件??Ｆｉｇ．?２?Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ?ｄｏｍａｉｎ?ａｎｄ?ｂｏｕｎｄａｒｙ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ??圖３風(fēng)輪局部網(wǎng)格??Ｆｉｇ．?３?Ｗｉｎｄ?ｔｕｒｂｉｎｅ?ｒｏｔｏｒ?ｍｅｓｈ??１．３數(shù)值方法確認(rèn)??非定常計(jì)算采用雙時間步計(jì)算方法，此物理時??間歩設(shè)置為每圈計(jì)算７２＿個時間歩（轉(zhuǎn)角５＿°），每個物??

Ｂｌａｄｅ２??在不同偏航角下的軸向推力收斂曲線圖？??〇??Ｔｉｍｅ?ｓｔｅｐ／ｓ??Ｍ?４?＇不同偏航角下收斂曲線??Ｆｉｇ．?４?Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｔ?ａｎｄ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｙａｗ?ａｎｇｌｅｓ??入流角、攻角、槳距角，通過翼型截面的周向積分可??得（７ｎ。??Ａ?Ａ?Ｂ?Ｂ??（ａ）?Ｂｌａｄｅ?ｓｅｃｔｉｏｎ?ｅｘｔｒａｃｔ??（ｂ）?Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ??ｆｏｒｃｅ?ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ??Ｆｉｇ．?６??圖６二維翼型氣動力定義??Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｉｒｆｏｉｌ?ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ?ｆｏｒｃｅ??偏航工況下，來流速度相交于風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)軸井平－??行于地面，使得順風(fēng)側(cè)的葉片切向速度減少，攻角??不斷増加；迎風(fēng)側(cè)的切向速度增加，攻角不斷降低。??圖７（ａ）給出了偏航下的截面速度３角形，偏航風(fēng)使??得輪轂之上葉片切向速度減小，其中ｚ方向部分表??示葉片旋轉(zhuǎn)方向分最，進(jìn)而得到合速度的表達(dá)式為??０?１０?２０?３０?４０?５０?６０??Ｙａｗ?ａｎｇｌｅ／（°）??罔５不同偏航角下收斂曲線和功．率曲線??Ｆｆｇ．?５?Ｐｏｗｅｒ?ｅｕｒｓｅ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｙａｗ?ａｎｇｌｅｓ??２總體性能參數(shù)與有效攻角計(jì)算方法??２．１氣動參數(shù)??圖６（ａ）示意了一定方位角下的翼型截面截取，??進(jìn)而可獲得不同方位角的表面壓力分布，得到弦向??的壓力系數(shù)分布，分析不通展向截面氣動載荷變化??規(guī)律．圖６（ｂ）描述了翼型氣動力的受力分析及幾何??攻角計(jì)算圖。其中ａ、艮＃分別為當(dāng)?shù)匾硇徒孛娴??（ａ）?Ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ?ａｎａ


本文編號：3359216