水平軸風力機的尾流特性研究.pdf

1、2015年全世界風電產(chǎn)業(yè)繼續(xù)迅猛發(fā)展，新增裝機容量高達63690MW，再創(chuàng)歷史新高。而風電場中風力機的集群化布置，使得風力機的尾流特性研究再次成為當今熱門課題。面對有限的土地資源，一臺風力機往往運行在其他機組的尾流中，而上游機組所引起的速度虧損和湍流強度的增加會增加下游風力機的動態(tài)載荷，從而造成功率的損失以及使用壽命的縮短。所以開展風力機尾流研究對風能的汲取、周圍流場分析、載荷和氣動性能的計算，以及風電場中風力機組的合理布置都具有重要意

2、義。
　　本文采用有限體積的方法，通過求解N-S方程，在均勻來流條件下,對一臺兩葉片水平軸風力機的風輪進行數(shù)值模擬，研究了不同葉尖速比時風輪尾流區(qū)的3-D尾渦結(jié)構(gòu)、葉尖渦渦核軌跡、速度分布及其虧損與恢復、尾流邊界和湍流強度分布等。得到以下結(jié)論：
　　1）在近尾流區(qū)，葉尖渦對葉尖作負功，而且葉尖渦并不嚴格從葉尖處脫落，而是在靠近葉尖約96.5％R到99%R的區(qū)域。葉尖渦運動軌跡的螺距與λ成反比。λ越大，推力系數(shù)越大，葉尖渦徑向

3、膨脹半徑越大，葉根渦收縮越明顯。近尾流區(qū)的速度隨著葉片的通過以及尾渦的脫落呈現(xiàn)出周期性波動，λ越大，軸向速度虧損越明顯，尾渦脫落引起的周向速度波動的峰值越小，影響時間越長。
　　2）氣流一流經(jīng)風輪就出現(xiàn)了明顯的速度虧損，而且湍流強度急劇增大，并在葉尖渦脫落處達到峰值。在y/d=1處，軸向速度呈現(xiàn)出 W型分布，湍流強度呈倒W型分布。λ越大，速度虧損越大，葉尖對應的湍流強度也越大。在y/d=2處，速度虧損及湍流強度均小幅度增大，軸向速