為在研究大型風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能的同時(shí)考慮其結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性,基于開源計(jì)算流體力學(xué)軟件OpenFOAM及氣動(dòng)-水動(dòng)-伺服-控制軟件FAST,并結(jié)合致動(dòng)線方法（Actuator Line Method,ALM）實(shí)現(xiàn)風(fēng)力機(jī)葉輪周圍流場信息與結(jié)構(gòu)響應(yīng)間的數(shù)據(jù)交換,最終完成風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)-結(jié)構(gòu)仿真平臺(tái)FASTFOAM構(gòu)建。通過該平臺(tái)計(jì)算了風(fēng)場中兩臺(tái)串列布置5 MW風(fēng)力機(jī)的氣動(dòng)性能及結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性。結(jié)果表明:FASTFOAM平臺(tái)能夠快速計(jì)算出風(fēng)力機(jī)的功率輸出、結(jié)構(gòu)響應(yīng)及流場信息;風(fēng)力機(jī)尾跡在發(fā)展過程中可持續(xù)與周圍流場進(jìn)行能量交換而使其速度虧損得以彌補(bǔ);下游風(fēng)力機(jī)受上游風(fēng)力機(jī)尾跡影響嚴(yán)重,輸出功率只有上游風(fēng)力機(jī)的21.05%,且結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)與上游風(fēng)力機(jī)不同;上游風(fēng)力機(jī)和下游風(fēng)力機(jī)葉輪的主要刺激頻率分別為0.16和0.15 Hz。 

【文章來源】：熱能動(dòng)力工程. 2020,35(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

體積力光順示意圖

通過耦合OpenFOAM與FAST,并結(jié)合ALM構(gòu)建氣動(dòng)-結(jié)構(gòu)平臺(tái)FASTFOAM。在一個(gè)時(shí)間步內(nèi),該平臺(tái)首先由OpenFOAM計(jì)算風(fēng)場流動(dòng),然后通過ALM讀取風(fēng)輪各葉片位置及附近流場信息以計(jì)算葉片升阻力并將其傳遞給FSAT,FAST調(diào)用ElastoDyn模塊計(jì)算葉片結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)響應(yīng),同時(shí)ALM將體積力投射至風(fēng)輪周圍流域,最后更新葉片位置及風(fēng)場流動(dòng)變量以進(jìn)入下一個(gè)時(shí)間步,軟件間關(guān)系及主要流程如圖2所示。4 研究對(duì)象與模擬參數(shù)

風(fēng)場中風(fēng)力機(jī)的布置

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[7]基于全風(fēng)場功率輸出的風(fēng)力機(jī)控制策略研究[J]. 王淵博,李春,繆維跑,楊陽,丁勤衛(wèi).  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(15)

博士論文
[1]漂浮式風(fēng)力機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)及氣動(dòng)特性研究[D]. 劉強(qiáng).中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2014



本文編號(hào)：3473971