相比于偏航工況,浮式風(fēng)力機(jī)在風(fēng)波聯(lián)合作用下的艏搖運(yùn)動(dòng)不僅改變了來(lái)流的入射角度,又給葉片附加了牽連角速度,對(duì)其氣動(dòng)特性及穩(wěn)定性帶來(lái)巨大的影響�；谏γ孀杂晌槽E方法研究周期艏搖運(yùn)動(dòng)對(duì)NERL 5 MW浮式風(fēng)力機(jī)的氣動(dòng)影響,從入流速度的角度分析艏搖運(yùn)動(dòng)的作用機(jī)制,捕捉到了艏搖運(yùn)動(dòng)下的畸變尾跡,評(píng)估了風(fēng)輪-尾跡效應(yīng)。結(jié)果表明:幅值為3°的周期艏搖運(yùn)動(dòng)下,風(fēng)力機(jī)平均功率上升了1.49%,波動(dòng)幅值接近100 kW,最低功率值等于3°偏航工況;充分發(fā)展的尾跡對(duì)風(fēng)輪的誘導(dǎo)作用略有減小,但對(duì)特定葉片的誘導(dǎo)作用反而加強(qiáng):初始時(shí)刻位于特定方位角的某葉片會(huì)持續(xù)過(guò)載,且整機(jī)的艏搖及橫搖力矩波動(dòng)劇烈,不利于風(fēng)力機(jī)長(zhǎng)時(shí)平穩(wěn)運(yùn)行。

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【部分圖文】：

圖1NREL5MW葉片及翼型示意圖[11]

圖1為NREL5MW葉片及翼型示意圖,其在不同半徑位置采用了不同的翼型,其中0.3折合半徑以下是圓柱及其連接段,正常工況下往往處于失速狀態(tài),因此關(guān)于葉片的氣動(dòng)參數(shù)不含這部分的影響。建立浮式風(fēng)力機(jī)坐標(biāo)系如圖2所示,包括全局坐標(biāo)系O(X,Y,Z)、塔架坐標(biāo)系O1(X1,Y1,Z1....

圖2坐標(biāo)系示意圖

建立浮式風(fēng)力機(jī)坐標(biāo)系如圖2所示,包括全局坐標(biāo)系O(X,Y,Z)、塔架坐標(biāo)系O1(X1,Y1,Z1)、機(jī)艙坐標(biāo)系以及葉片坐標(biāo)系。風(fēng)輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),定義葉片與Z軸正向夾角為方位角φ,初始時(shí)刻φ=0°的葉片為葉片1,逆時(shí)針方向依次定義葉片2以及葉片3。1.2升力面自由尾跡方法

圖3渦格法原理圖

升力面法在葉片參考面沿展向和弦向布置渦片或渦線以代替真實(shí)葉片。采用渦格法(vortexlatticemethod)作為升力面法的數(shù)值求解方法,如圖3所示,將葉片劃分為M×N個(gè)網(wǎng)格,網(wǎng)格3/4弦向處、1/2展向處布置控制點(diǎn);1/4弦向處布置葉片附著渦線,同時(shí)向后脫出等環(huán)量的半....

圖4簡(jiǎn)化的葉片尾跡結(jié)構(gòu)

式中:U→∞—入流速度,m/s;v→r—葉片旋轉(zhuǎn)速度,m/s;v→i—流場(chǎng)中所有渦系對(duì)控制點(diǎn)的誘導(dǎo)速度,m/s;n→c—控制點(diǎn)物面的法向量。v→i=v→b+v→n+v→f?????????(2)

本文編號(hào)：3982124