带有尾缘襟翼的兆瓦级大型垂直轴风力机气动性能优化

作     者：陈昊 戴孟祎 韩兆龙 周岱 包艳 涂佳黄 CHEN Hao;DAI Mengyi;HAN Zhaolong;ZHOU Dai;BAO Yan;TU Jiahuang

作者机构：上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学水动力学教育部重点实验室上海200240 上海交通大学上海市公共建筑和基础设施数字化运维重点实验室上海200240 上海交通大学极地深海技术研究院海洋装备研究院上海200240 湘潭大学土木工程与力学学院湖南湘潭411105 

出 版 物：《上海交通大学学报》 (Journal of Shanghai Jiaotong University)

年 卷 期：2023年第57卷第6期

页      面：642-652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(52122110,42076210,51879160) 上海市科委重大研究计划(2019-01-07-00-02-E00066) 上海市曙光计划(19SG10) 上海交通大学深蓝计划(SL2020PT201,SL2021PT302) 湖南省自然科学基金(2021JJ50027) 

主　　题：大型垂直轴风力机 可变桨距 可变尾缘襟翼 数值模拟 

摘      要：垂直轴风力机较低的风能利用率是限制其工程化应用的主要原因,为了提高其风能转化率、降低气动荷载,针对叶尖速比为2.65的中等值条件下带尾缘襟翼的大型垂直轴风力机提出了一种改进的气动性能优化模型,采用SST k-ω湍流模型进行数值模拟.研究结果表明:与原始模型相比,考虑桨距和襟翼协同运动下优化模型的功率系数可提高12.2%;此外,桨距和襟翼的协同运动可以显著减少作用在风力机整机上的推力和侧向力,与原始模型相比分别减少了12.4%和7.5%,推力和侧向力的波动幅值也要明显低于原始模型,这将有助于降低作用在风力机整机上的疲劳荷载.该模型有望在兆瓦级大型垂直轴风力机上得到应用.