MEXICO風(fēng)輪的CFD分析.pdf

1、風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到人們的重視。風(fēng)力機是通過風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成機械能并帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn)的發(fā)電裝置。風(fēng)力機空氣動力特性決定了風(fēng)力機風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能的能力，并且對風(fēng)力機整機的運行特性及使用壽命產(chǎn)生重要影響，因此對風(fēng)力機空氣動力特性的研究至關(guān)重要。實驗測量和CFD數(shù)值模擬是研究風(fēng)力機氣動性能的重要方法。為了提高CFD數(shù)值計算對風(fēng)力機氣動性能的預(yù)測精度，世界多國參與了MEXICO(Model EXperiments In C

2、ontrolled cOnditions)大型風(fēng)力機特性實驗研究項目。該項目獲得了豐富的葉片表面壓力和流場數(shù)據(jù)，將有助于驗證和提高理論分析和CFD計算精度。
　　本文基于ANSYS CFX軟件，采用SSTk-ω湍流模型，針對不同來流風(fēng)速條件下，恒定轉(zhuǎn)速運行的MEXICO風(fēng)輪的氣動性能進行了數(shù)值模擬，將結(jié)果與MEXICO實驗數(shù)據(jù)對比，證明計算的可靠性。分析了五個不同葉片徑向翼型截面附近的壓強分布，研究了風(fēng)輪葉片隨著來流風(fēng)速的變化而產(chǎn)

3、生流動分離的現(xiàn)象，探討了不同來流速度對葉片不同截面主要氣動特性參數(shù)及風(fēng)力機氣動性能的影響，得到了風(fēng)輪軸功率隨風(fēng)速的變化曲線，并闡明了風(fēng)輪利用翼型氣動失速特性調(diào)節(jié)功率的機理。
　　在MEXICO風(fēng)輪葉片吸力面添加了7組渦流發(fā)生器進行數(shù)值模擬研究，探索渦流發(fā)生器對風(fēng)輪氣動性能的影響，發(fā)現(xiàn)渦流發(fā)生器型態(tài)及布置方式能夠一定程度抑制邊界層分離，提高風(fēng)輪的氣動性能;但當來流風(fēng)速過大的時候，葉片進入深度失速區(qū)，渦流發(fā)生器可能降低風(fēng)輪氣動性能。<