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湍流强度对风电机组动力学特性及载荷的影响

农业工程学报 2020年第13期36卷 48-55页

作者：巫发明杨从新王靛杨柳兰州理工大学能源与动力工程学院兰州730050 中车株洲电力机车研究所有限公司风电事业部株洲412000

为研究湍流强度对机组动力学特性及气动载荷的影响,以3.3 MW三叶片水平轴风电机组为研究对象,采用仿真及试验相结合的方法,并对来流风速和主导载荷进行功率谱分析。通过开展4种湍流强度0.10、0.12、0.14和0.16的计算仿真,结果表明随着... 详细信息

为研究湍流强度对机组动力学特性及气动载荷的影响,以3.3 MW三叶片水平轴风电机组为研究对象,采用仿真及试验相结合的方法,并对来流风速和主导载荷进行功率谱分析。通过开展4种湍流强度0.10、0.12、0.14和0.16的计算仿真,结果表明随着湍流强度的增加,风电机组机舱振动加速度、载荷及等效疲劳载荷都有规律性变化。为验证仿真结果的合理性,对某风场的型式测试机组进行1a多的数据测试采集和分析。测试结果表明,机组运行在0.06、0.08、0.10和0.12这4种不同湍流强度下,其机组在不同风速运行下的机组振动及载荷同样出现有规律性的变化,仿真与实测结果的变化趋势吻合度较高。该研究为风电场风电机组的微观选址提供依据,也对风电机组设计有一定的指导意义。

关键词：风发电动力学风电机组湍流强度气动载荷

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湍流强度对风力机翼型气动性能的影响

工程热物理学报 2023年第2期44卷 382-388页

作者：杨英健贾彦蔡畅李庆安王泽坤王叶刘浩中国科学院工程热物理研究所北京100190 内蒙古工业大学能源与动力工程学院呼和浩特010051 内蒙古工业大学风能与太阳能利用技术教育部重点实验室呼和浩特010051 中国科学院风能利用重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 中国船舶集团海装风电股份有限公司重庆401122 中国船舶集团风电发展有限公司北京100097

本文通过采用Transition-SST湍流模型对UMY02-T01-26风电机组专用翼型绕流流场的数值计算,探究了湍流强度对风力机翼型气动性能的影响。结果表明,随着湍流强度的提高,翼型升力系数由前缘失速转变为混合失速。在一定的攻角范围内,升力系... 详细信息

本文通过采用Transition-SST湍流模型对UMY02-T01-26风电机组专用翼型绕流流场的数值计算,探究了湍流强度对风力机翼型气动性能的影响。结果表明,随着湍流强度的提高,翼型升力系数由前缘失速转变为混合失速。在一定的攻角范围内,升力系数略有增大。对于攻角处于升力系数非线性增长区域范围内,湍流强度的增大导致翼型壁面最大负压值增大。当湍流强度变化时,其壁面上出现层流分离泡的位置大小随之发生变化。此外,本文通过流场分析进一步确定了层流分离泡的产生与变化。

关键词：风力机翼型湍流强度气动特性数值计算

湍流强度对水平轴风力机尾迹速度恢复影响机理的实验研究

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太阳能学报 2019年第3期40卷 649-655页

作者：韩玉霞汪建文孙博东雪青李鑫内蒙古工业大学能源与动力工程动学院呼和浩特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 内蒙古电力(集团)有限责任公司电力科学研究院呼和浩特010020

为研究湍流强度对风力机尾流速度恢复的影响,采用高频PIV对均匀来流和格栅入流时风力机下游尾流数据进行采集。通过对比轴向速度、径向速度及雷诺剪切应力发现:均匀来流时轴向速度分层现象明显;叶尖涡将主流卷吸进入尾流区,但无法穿透... 详细信息

为研究湍流强度对风力机尾流速度恢复的影响,采用高频PIV对均匀来流和格栅入流时风力机下游尾流数据进行采集。通过对比轴向速度、径向速度及雷诺剪切应力发现:均匀来流时轴向速度分层现象明显;叶尖涡将主流卷吸进入尾流区,但无法穿透附着涡区,附着涡相当于一个隔离带;雷诺剪切应力集中在叶尖涡和中心涡区,附着涡区基本为零。格栅入流时下游2.5倍风轮直径处尾流与主流基本融合,主流径向掺混从叶尖涡穿过附着涡渗透到中心涡区;剪切应力在中心涡和叶尖涡区明显增大,附着涡区存在正的峰值,且附着涡区成为叶尖涡和中心涡区的一个动量输送带。相关结论可为风电场优化布局提供指导,有助于揭示湍流强度影响风力机出力和速度亏损的原因。

关键词：水平轴风力机尾流叶尖涡湍流强度高频PIV

湍流强度对非对称粗糙带圆柱流致振动影响的研究

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船舶力学 2022年第1期26卷 67-80页

作者：冯蕾章大海王文颢杨浩刘文强中国石油大学(华东)新能源学院山东青岛266580 昆明船舶设备研究试验中心昆明650051

本文采用非定常RANS方法和Spalart-Allmaras湍流模型,结合动网格技术,通过Fluent二次开发平台编写程序代码实现流固信息交换,实现非对称粗糙带单圆柱及串列双圆柱流致振动并行数值计算。主要研究雷诺数在3×10^(4)~1.2×10^(5)范围内入... 详细信息

本文采用非定常RANS方法和Spalart-Allmaras湍流模型,结合动网格技术,通过Fluent二次开发平台编写程序代码实现流固信息交换,实现非对称粗糙带单圆柱及串列双圆柱流致振动并行数值计算。主要研究雷诺数在3×10^(4)~1.2×10^(5)范围内入口湍流强度对非对称粗糙带单圆柱及串列双圆柱流致振动的影响。研究结果发现,入口湍流强度的增大会引起尾涡拉长,使得非对称粗糙带单圆柱和串列双圆柱下游圆柱的振幅比减小,且会削弱圆柱振子的振动偏移现象;随着雷诺数增大,非对称粗糙带单圆柱和下游圆柱的尾涡数量增加,依次出现2S、QP+P、2P+2S、不稳定的2T、2T、2T+S和2T+2S等模式,在雷诺数为6×10^(4)时可发现新的模式Double-S(DS)。

关键词：湍流强度被动湍流控制流致振动不对称

湍流强度对风电机组测量功率曲线的影响及修正

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太阳能学报 2015年第6期36卷 1442-1447页

作者：韩花丽张根保杨微重庆大学机械工程学院重庆400044 中船重工(重庆)海装风电设备有限公司重庆401122

通过分析湍流强度对风电机组输出功率统计曲线的影响,提出风电机组输出功率统计曲线的湍流强度修正方法。与按IEC标准对测试机组数据统计方法所得的结果相比,采用该文所提出的修正方法比标准统计方法所得结果的不确定度更低,可更准确反... 详细信息

通过分析湍流强度对风电机组输出功率统计曲线的影响,提出风电机组输出功率统计曲线的湍流强度修正方法。与按IEC标准对测试机组数据统计方法所得的结果相比,采用该文所提出的修正方法比标准统计方法所得结果的不确定度更低,可更准确反映机组实际运行状态,为机组的正常维护、运行优化及风电场建设前期发电量估算提供可靠的依据。

关键词：湍流强度风电机组测量功率曲线修正方法

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气流速度和湍流强度随时间变化的PIV测量

煤炭学报 2012年第2期37卷 285-289页

作者：丁以斌宣晓燕党宏斌崔鑫安徽省安全生产科学研究院安全工程技术研究所安徽合肥230061

通过使用粒子图像测速法(PIV)测量手段,对垂直方形管道内喷粉过程中产生的气流速度和湍流强度进行了测量,并对测量数据进行了分析讨论。通过计算得到了气流速度和湍流强度随时间的变化曲线。结果表明,管道中气流平均速度在喷粉结束之前... 详细信息

通过使用粒子图像测速法(PIV)测量手段,对垂直方形管道内喷粉过程中产生的气流速度和湍流强度进行了测量,并对测量数据进行了分析讨论。通过计算得到了气流速度和湍流强度随时间的变化曲线。结果表明,管道中气流平均速度在喷粉结束之前与时间基本成线性增加。喷粉结束后,气流平均速度急剧减小。水平方向和垂直方向的湍流强度在喷粉结束后0～350 ms内均成负指数衰减,350 ms后管道中湍流强度随时间变化较小。

关键词：气流速度湍流强度粒子图像测速法负指数衰减

基于激光雷达扫描数据的湍流强度影响下风力机尾流特性研究

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太阳能学报 2019年第12期40卷 3645-3650页

作者：高晓霞王腾渊赵飞王凯轩蔚步超苑津莎华北电力大学能源与动力学院保定071003 华北电力大学电气与电子工程学院保定071003 江苏核电有限公司连云港222000 河北龙源风力发电有限公司张家口075000

以张家口市某风电场作为实验场地,利用激光多普勒雷达(WindMast WP350和Wind 3D6000分别扫描风力机的来流和尾流)对风力机的尾流以及风场风况进行测量,并分析湍流强度变化以及探究湍流强度对风力机尾流特性的影响。研究发现,随时间改变... 详细信息

以张家口市某风电场作为实验场地,利用激光多普勒雷达(WindMast WP350和Wind 3D6000分别扫描风力机的来流和尾流)对风力机的尾流以及风场风况进行测量,并分析湍流强度变化以及探究湍流强度对风力机尾流特性的影响。研究发现,随时间改变的大气环境对湍流强度的影响较为明显,而高度对湍流强度的影响较小;湍流强度对风力机尾流有较大影响,湍流强度越大,则尾流恢复越快且尾流宽度和深度越小;随着沿轮毂中心轴向距离的增加,尾流速度衰减在尾流发展4D^6D(D表示风力机直径长度)后加速下降。

关键词：风力机尾流效应测风雷达湍流强度风电场实验

不同湍流强度下潮流能水轮机尾流特性试验研究

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中国电机工程学报 2020年第15期40卷 4902-4909页

作者：张玉全赵梦晌郑源杨春霞唐庆宏唐魏河海大学江苏省南京市210098

为探究在不同湍流强度下潮流能水轮机的尾流场流速分布和紊动特性,合理布置多机组阵列位置,通过现场模型试验探究了潮流能水轮机在两种湍流强度下的尾流场特性。结果表明:水轮机横向尾流场湍流强度和速度分布沿转轮中心线呈对称分布;水... 详细信息

为探究在不同湍流强度下潮流能水轮机的尾流场流速分布和紊动特性,合理布置多机组阵列位置,通过现场模型试验探究了潮流能水轮机在两种湍流强度下的尾流场特性。结果表明:水轮机横向尾流场湍流强度和速度分布沿转轮中心线呈对称分布;水轮机后方1.5D处最大速度损失出现在转轮叶尖位置附近;水轮机后方纵向流场1.5D处,在两种湍流强度下轮毂以上位置的速度分布相似;在转轮中心后方10D位置处,低湍流强度流场速度恢复至初始流速的89.60%而高湍流度流场速度恢复至初始流场的95.22%,高湍流强度流场由于提高其流场的脉动特性而有利于尾流场速度的恢复。研究结果对多机组阵列研究具有一定借鉴意义。

关键词：潮流能水轮机湍流强度速度损失尾流特性模型试验

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圆管内轴向旋转流切向速度湍流强度

化工学报 2014年第11期65卷 4278-4284页

作者：蔡香丽李培杨智勇黄蕾魏耀东新疆工程学院化学工程系新疆乌鲁木齐830091 中国石油大学(北京)化工学院北京102249

采用热线风速仪(hot wire anemometry,HWA)测量了?300 mm×2000 mm圆管内轴向旋转流瞬时切向速度随时间的变化,重点分析了切向速度湍流强度的分布特点和旋转流摆动对切向速度湍流强度的影响。测量结果表明,瞬时切向速度由高频的湍流脉... 详细信息

采用热线风速仪(hot wire anemometry,HWA)测量了?300 mm×2000 mm圆管内轴向旋转流瞬时切向速度随时间的变化,重点分析了切向速度湍流强度的分布特点和旋转流摆动对切向速度湍流强度的影响。测量结果表明,瞬时切向速度由高频的湍流脉动速度和低频的波动速度叠加构成。由于受旋转流旋转中心偏离圆管几何中心造成的旋转流摆动的影响,在圆管中心区域瞬时切向速度随时间的波动速度变化较大,边壁区域瞬时切向速度随时间的波动速度变化较小。通过对瞬时切向速度数据进行概率密度分析可知,切向湍流强度不仅受气流脉动的影响,还受旋转流中心摆动的影响,是由自身气流脉动产生的湍流强度和旋转流摆动产生的湍流强度两部分叠加构成。旋转流摆动导致了中心区域的湍流强度远大于边壁面区域的湍流强度。

关键词：圆管旋转流湍流湍流强度