兩個(gè)不同尺度水平軸風(fēng)力機(jī)葉片流固耦合數(shù)值模擬.pdf

1、能源的開(kāi)發(fā)利用與人類社會(huì)發(fā)展息息相關(guān)，隨著化石燃料燃燒對(duì)全球環(huán)境造成的污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，清潔可再生能源越來(lái)越受到全球各國(guó)的重視，其中風(fēng)能作為一種可再生能源，發(fā)展也越來(lái)越快。隨著風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展，1.5MW和2MW風(fēng)電機(jī)組成為如今的主流機(jī)型，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片弦向短、展向長(zhǎng)的特點(diǎn)，空氣氣流與柔性葉片之間相互作用顯著，流固耦合作用直接影響著風(fēng)力機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)特性和氣動(dòng)特性。本文具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　本文首先闡述了流固耦合基本知識(shí)，介紹

2、了流固耦合分類與計(jì)算方法。進(jìn)行流固耦合計(jì)算時(shí)，對(duì)葉片進(jìn)行等效結(jié)構(gòu)建模，并與模態(tài)頻率實(shí)驗(yàn)值比較進(jìn)行模態(tài)校核，證明等效結(jié)構(gòu)建模的可行性。
　　對(duì)NREL PhaseⅥ小型風(fēng)力機(jī)進(jìn)行了單、雙向流固耦合計(jì)算，研究表明:單、雙向流固耦合時(shí)，在計(jì)算穩(wěn)定的前提下，葉片結(jié)構(gòu)特性結(jié)果一致，葉根處出現(xiàn)應(yīng)力集中，葉片變形最大位置在葉尖;雙向流固耦合時(shí)，可分析葉片變形響應(yīng)對(duì)葉片氣動(dòng)特性的影響，對(duì)于PhaseⅥ風(fēng)力機(jī)由于風(fēng)輪直徑較小，葉片變形不明顯，流固耦

3、合作用對(duì)風(fēng)輪輸出功率影響基本可以忽略。
　　為了更具有代表性，對(duì)大型2MW Tj(ae)reborg風(fēng)力機(jī)進(jìn)行了軸向來(lái)流和偏航來(lái)流下的雙向流固耦合計(jì)算，與PhaseⅥ風(fēng)力機(jī)結(jié)果不同的是，Tj(ae)reborg風(fēng)力機(jī)葉片應(yīng)力集中出現(xiàn)在中外葉展段。軸向來(lái)流時(shí)，中高風(fēng)速下流固耦合作用對(duì)葉片出力影響作用顯著;偏航來(lái)流時(shí)，由于葉片氣動(dòng)載荷隨葉片方位角周期性變化造成葉片變形和應(yīng)力分布周期性變化，并且偏航來(lái)流時(shí)局部位置葉片變形和應(yīng)力集中較軸向