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风力机叶片表面粗糙度效应的三维数值研究 被引量：3
1
作者 吴聪 袁奇 钟贤和 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期848-854,共7页
以某型1.5MW水平轴风力机叶片为研究对象,利用ANSYS CFX软件通过数值计算,考虑叶片表面不同位置局部粗糙度和不同粗糙度大小,对风力机三维流场中的叶片积灰和昆虫引起的表面粗糙度效应进行详细研究。计算结果表明,光洁叶片的输出转矩与... 以某型1.5MW水平轴风力机叶片为研究对象,利用ANSYS CFX软件通过数值计算,考虑叶片表面不同位置局部粗糙度和不同粗糙度大小,对风力机三维流场中的叶片积灰和昆虫引起的表面粗糙度效应进行详细研究。计算结果表明,光洁叶片的输出转矩与设计数据吻合良好;表面粗糙度,尤其是叶尖部位,将严重破坏叶片气动性能;随着表面粗糙度的增大,叶片性能的变化先剧烈后平缓,敏感性由高转低的拐点为0.2~0.3mm粗糙度;与此同时,粗糙度也带来了降低气动载荷的积极效应。 展开更多
关键词 水平轴风力机 数值模拟 表面粗糙度 气动性能 气动载荷
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一种大型风力机叶片的气动优化设计方法 被引量：4
2
作者 杨从新 宋显成 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期222-225,239,共5页
探索研究了一种大型风力机叶片优化设计的方法,采用有限叶片变环量气动计算模型,同时结合了PSO优化算法。以一3MW大型水平轴风力机叶片设计为例,并同传统的方法进行比较论证,显示了本文方法的可行性和优越性。
关键词 变环量 有限叶片 PSO算法 大型水平轴风力机
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一种水平轴风力机尾流模型及其计算方法 被引量：4
3
作者 李仁年 司小冬 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2012年第1期37-40,共4页
基于现有的尾流模式,提出一种新的尾流计算方法.新的尾流模式将尾流分为近涡区和远涡区,在近涡区,尾涡在选定的扇形截面上解析求出,在其他处通过非线性插值求得.在尾涡中选取有限的离散点数计算诱导速度,减少了计算量,根据流体连续性方... 基于现有的尾流模式,提出一种新的尾流计算方法.新的尾流模式将尾流分为近涡区和远涡区,在近涡区,尾涡在选定的扇形截面上解析求出,在其他处通过非线性插值求得.在尾涡中选取有限的离散点数计算诱导速度,减少了计算量,根据流体连续性方程确定尾涡的扩散半径,避免了梢涡半径的不收敛性.通过具体的风力机算例,与刚性尾流模型相比,该方法计算的轴向诱导因子其分布趋势更加合理,验证了该方法的正确性和实用性,为水平轴风力机风轮气动设计和性能计算提供一种有效的尾流模型计算方法. 展开更多
关键词 水平轴风力机 尾流模型 轴向诱导因子
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风力机风轮叶片气动设计程序开发 被引量：1
4
作者 杨从新 巫发明 张玉良 《西华大学学报（自然科学版）》 CAS 2008年第4期38-41,共4页
如何处理水平轴风力机中的轴向诱导因子和周向诱导因子是其气动设计和性能计算的关键问题。本文针对风轮叶片气动设计与诱导因子计算较为烦琐的特点,根据动量叶素理论的Glauert方法和wilson方法,采用Visual Basic语言开发了风力机设计... 如何处理水平轴风力机中的轴向诱导因子和周向诱导因子是其气动设计和性能计算的关键问题。本文针对风轮叶片气动设计与诱导因子计算较为烦琐的特点,根据动量叶素理论的Glauert方法和wilson方法,采用Visual Basic语言开发了风力机设计程序和诱导因子计算程序,并通过实例验证了程序的可行性。设计计算结果表明,该程序可快速完成风力机设计与诱导因子的计算。 展开更多
关键词 水平轴风力机 气动设计 诱导因子 VB
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1.5MW风力机叶片设计与气动性能分析 被引量：2
5
作者 徐超 张兆德 于晓龙 《浙江海洋学院学报（自然科学版）》 CAS 2015年第2期145-150,共6页
叶片是风力机中最关键的部件,其气动性能决定风力机的风能利用效率。本文通过Glauert法设计1.5 MW水平轴风力机叶片,并利用FLuENT中的k-ωSST湍流模型,采用周期性边界,对叶片进行气动性能进行数值模拟。分析叶片桨距角固定的风力机在不... 叶片是风力机中最关键的部件,其气动性能决定风力机的风能利用效率。本文通过Glauert法设计1.5 MW水平轴风力机叶片,并利用FLuENT中的k-ωSST湍流模型,采用周期性边界,对叶片进行气动性能进行数值模拟。分析叶片桨距角固定的风力机在不同来流时风轮的转矩和轴向推力。研究表明:风轮在额定工况下,输出功率1 602 kW,风能利用系数达到0.325,满足设计要求;风速大于12 m/s时,可通过适当降低转速来维持风力机输出功率。 展开更多
关键词 水平轴风力机 Glauert设计法 风能利用系数 轴向推力
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偏航工况下风力机叶片绕流流场特性的探究 被引量：2
6
作者 牛佳佳 张立茹 +1 位作者 焦雪文 汪建文 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期493-496,共4页
为研究偏航工况下风力机叶片绕流的流场特性,采用粒子图像测速(PIV)技术,偏航30°时在不同风速和不同叶尖速比工况下,对水平轴风力机叶片吸力面的近壁面流场进行实验研究。结果表明:沿叶片展向,从相对半径0.71 r/R~1.07 r/R位置处,... 为研究偏航工况下风力机叶片绕流的流场特性,采用粒子图像测速(PIV)技术,偏航30°时在不同风速和不同叶尖速比工况下,对水平轴风力机叶片吸力面的近壁面流场进行实验研究。结果表明:沿叶片展向,从相对半径0.71 r/R~1.07 r/R位置处,轴向平均速度和平均动能逐渐增大,最大增长率分别为22.7%和49.3%,尖速比对平均动能较轴向平均速度影响大;轴向脉动速度呈先减小后增大的趋势,在相对半径0.85 r/R附近降到最低。该文以实验测试的方法揭示了偏航工况下叶片绕流的流场特性,实验数据可为叶片制造和设计提供参考。 展开更多
关键词 水平轴风力机 偏航 PIV 叶片绕流 轴向平均速度 平均动能
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两种典型来流条件下风力机尾迹特性的数值研究
7
作者 唐剑宇 周涛 施鎏鎏 《能源工程》 2022年第2期34-39,56,共7页
采用CFD方法,对一台两叶片的水平轴风力机在均匀来流和风切变来流两种来流条件的尾迹特性进行定常数值模拟,研究其尾迹区内轴向速度亏损以及湍流强度变化。结果表明:两种来流条件下,轴向速度在尾迹区内不同位置沿径向的分布都近似由“M... 采用CFD方法,对一台两叶片的水平轴风力机在均匀来流和风切变来流两种来流条件的尾迹特性进行定常数值模拟,研究其尾迹区内轴向速度亏损以及湍流强度变化。结果表明:两种来流条件下,轴向速度在尾迹区内不同位置沿径向的分布都近似由“M”形分布逐渐变为“V”形分布,但在风切变来流下垂直平面的上下部轴向速度并不对称;在水平平面上,风切变来流条件下由于来流的不均匀性以及风轮旋转效应,使得风轮中心线后左右侧的轴向速度出现不对称;在来流湍流强度一定时,不同的来流条件对风轮后湍流强度的影响较小。 展开更多
关键词 风切变 水平轴风力机 尾迹特性 轴向速度 湍流强度
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动态偏航过程中风轮非定常气动特性研究 被引量：11
8
作者 叶昭良 王晓东 +1 位作者 尹佐明 康顺 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期565-572,共8页
风向的非定常变化导致风轮的持续对风,产生交变载荷,影响风力机的高效稳定运行。为研究偏航过中风轮的动态气动特性,本文基于计算流体力学方法(CFD),对NREL Phase VI风力机进行了30°偏航角范围稳态和动态偏航气动特性模拟。分析了... 风向的非定常变化导致风轮的持续对风,产生交变载荷,影响风力机的高效稳定运行。为研究偏航过中风轮的动态气动特性,本文基于计算流体力学方法(CFD),对NREL Phase VI风力机进行了30°偏航角范围稳态和动态偏航气动特性模拟。分析了不同计算工况下风轮的功率、推力系数,得到了叶片沿展向各截面气动力系数载荷和有效攻角的变化规律。稳态偏航工况下,通过实验和动量叶素理论(BEM)、自由涡尾迹模拟结果对比,计算功率值和实验值吻合较好,验证了当前模拟的合理性。分析结果表明:动态偏航开始阶段,由于迟滞效应,风轮的载荷出现短暂的上升,风轮整体载荷随着偏航角增加而减小。随着风轮姿态动态偏转,旋转方向上附加的速度分量变化更大,使得风轮偏航过程中气动力系数比稳态偏航角下的波动增加。 展开更多
关键词 水平轴风力机 动态偏航 非定常 数值模拟 气动特性
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水平轴风力机偏航气动性能分析 被引量：5
9
作者 叶昭良 王晓东 康顺 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期985-991,共7页
基于计算流体力学方法(CFD),采用带Gamma-Theta转捩的T-SST湍流模型,对NREL PhaseⅥ风力机在9个偏航角的气动特性进行了全三维非定常数值模拟。计算的功率与实验值吻合较好。提取了叶片截面翼型几何攻角和有效攻角,分析了不同偏航角下... 基于计算流体力学方法(CFD),采用带Gamma-Theta转捩的T-SST湍流模型,对NREL PhaseⅥ风力机在9个偏航角的气动特性进行了全三维非定常数值模拟。计算的功率与实验值吻合较好。提取了叶片截面翼型几何攻角和有效攻角,分析了不同偏航角下风轮的功率、推力,以及叶片沿展向各截面压力分布和法向力载荷系数的变化规律。偏航工况下,在旋转周期内,风轮功率、推力呈现2P波动性质,叶片气动载荷沿旋转方向呈现余弦交变性质。轴向来流工况时,叶片绕流的三维效应不明显。随着偏航角增大,三维迟滞回环越来越明显,且逐渐从内叶展过渡到中叶展,外叶展的迟滞效应不明显。 展开更多
关键词 水平轴风力机 偏航 非定常 数值模拟 三维旋转效应
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