基于叶片变形偏航下风力机叶片绕流流场的研究

作     者：牛佳佳 张立茹 焦雪文 汪建文 Niu Jiajia;Zhang Liru;Jiao Xuewen;Wang Jianwen

作者机构：内蒙古工业大学能源与动力工程学院呼和浩特010051 风能太阳能利用技术教育部重点实验室(内蒙古工业大学)呼和浩特010051 内蒙古自治区风能太阳能利用机理及优化重点实验室呼和浩特010051 

出 版 物：《太阳能学报》 (Acta Energiae Solaris Sinica)

年 卷 期：2022年第43卷第3期

页      面：301-305页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金(52066013) 内蒙古自然科学基金(2020MS05067) 

主　　题：风力机 偏航 叶片变形 流固耦合 叶片绕流 

摘      要：针对偏航工况下风力机叶片与流场之间的相互作用而产生的变形影响叶片绕流流场问题,基于叶片变形对不同偏航工况下水平轴风力机叶片绕流流场进行双向流固耦合数值计算,分析偏航工况对风力机叶片变形和表面应力的影响,在此基础上研究不同偏航工况对叶片绕流流场的影响。结果表明,不同叶片上的变形和应力呈现不均匀性,且随偏航角增大,不均匀性增大;随风速和叶尖速比增大,叶片最大变形量对应呈增大和减小的趋势;随偏航角增大,叶根最大应力集中区域逐渐减小,叶片后缘应力逐渐减小。沿叶片展向,从叶根到叶尖,轴向速度逐渐增加,叶尖增大的程度较叶根大,随偏航角增大,叶尖位置的轴向速度增大的程度降低;涡量逐渐减小,随偏航角增大,对叶尖涡量影响较中心涡量大;湍动能总体呈先减小后增大的趋势,且当偏航角为5°~25°时在相对半径0.6R(R为风轮半径)位置处为最小,偏航30°在0.7R处为最小。