基于流固耦合偏航下风力机尾迹湍流特征的研究

作     者：张立茹 牛佳佳 王雪丽 焦雪文 姚慧龙 汪建文 Zhang Liru;Niu Jiajia;Wang Xueli;Jiao Xuewen;Yao Huilong;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7期

页      面：340-346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 流固耦合 偏航 尾迹湍流特征 

摘      要：偏航状态下风力机叶片与流场之间相互作用会导致风力机近尾迹流场的湍流特征变化,采用双向流固耦合对不同偏航工况下水平轴风力机近尾迹流场进行数值模拟研究,获得不同偏航角下尾迹湍流特征演化规律。结果表明:随着偏航角的增大,正偏航侧会出现“速度亏损圆环,且此圆环的范围呈扩大趋势;偏航角的增大对叶根处速度亏损影响最大,对叶尖处速度亏损影响最小,与正偏航侧相比,负偏航侧的速度亏损值减为约1/2;随着偏航角的增大,正负偏航侧的湍流强度变化呈不对称性,正偏航侧对湍流耗散的影响程度较负偏航侧大;涡流黏度越来越小,且在偏航10°涡流黏度相对于偏航5°减小约1/2,沿着轴向叶尖涡的管状环涡结构变得不稳定,出现明显耗散,且在偏航15°之后涡结构的耗散破裂程度越来越剧烈,进而对风力机气动噪声产生较大影响。