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题名高尖速比下风力机塔影效应及叶片载荷特性研究
被引量：5
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作者
杨小川
孟德虹
王运涛
孙岩
李伟
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机构
中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
空气动力学国家重点实验室(中国空气动力研究与发展中心)
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出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第9期2649-2656,共8页
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基金
国家重点基础研究发展计划项目(2016YFB0200700)~~
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文摘
基于刚性运动网格和动态拼接网格的两种非定常计算网格策略,对NREL Phase Ⅵ风力机非定常塔影效应开展数值模拟研究。流动控制方程选取雷诺平均N-S方程,时间求解应用＂双时间步＂离散求解,湍流模型为单方程SA模型。通过对有/无塔架流动情况进行模拟,发现有/无塔架两种状态得到的叶片各站位压力系数分布与试验值基本吻合,表明采用的非定常计算方法是可行的;有塔架下叶片相位角Φ=90°状态的前缘吸力峰较相位角Φ=270°偏低;有塔架相位角Φ=270°附近流场结构简单,而相位角Φ=90°附近流动受塔架干扰明显。在此基础上,分析有塔架下单个叶片推力与扭矩随相位角的变化曲线,发现扭矩与推力均存在随相位角变化的两种波动现象,表现为大＂凹坑＂与小幅抖动的特征。进一步的分析表明,载荷＂凹坑＂由风力机塔架引起,而载荷小幅抖动由叶根过渡区的流动分离引起。叶片载荷随相位角变化特性机理的阐明对于风力机叶片动态载荷设计具有一定工程价值。
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关键词
风力机
塔影效应
动态载荷
数值模拟
非定常
动态拼接网格
刚性运动网格
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Keywords
wind turbine
tower shadow effect
dynamicload
numerical simulation
unsteady
dynamic crossed-grid
dynamic patched-grid
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分类号
TK83
[动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
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题名风力机标模非定常数值模拟中的影响因素研究
被引量：2
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作者
杨小川
王运涛
张玉伦
张书俊
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机构
中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
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出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2016年第4期441-447,共7页
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基金
科技部863计划项目(2012AA051304)
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文摘
基于自主研发的"亚跨超CFD软件平台"(TRIP3.0),采用刚性运动网格技术和动态拼接网格技术,开发了针对旋转类机械的非定常求解模块。本文开展了NREL Phase VI风力机标模非定常数值模拟中的影响因素研究,影响因素主要包括不同时间步长的影响、不同湍流模型的影响、刚性动网格技术和动态拼接网格技术的影响三个方面。本文数值模拟采用的控制方程为雷诺平均N-S方程,采用有限体积法离散控制方程,离散方程的时间方向采用"双时间步"方法求解,空间方向无粘项离散采用MUSCL-Roe格式,湍流模型采用SA和SST湍流模型,并引入多重网格和并行计算技术加速求解。数值模拟结果表明:时间步长、湍流模型、网格方案等因素主要影响风力机叶片吸力面的流动结构,进而影响吸力面的压力分布,而对压力面的流动结构和压力分布基本没有影响;采用刚性运动网格结合SA湍流模型所得到的压力分布更接近实验值。
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关键词
风力机
非定常模拟
TRIP3.0
动态拼接网格
刚性运动网格
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Keywords
wind turbine
unsteady
dynamic crossed-grid
dynamic patched-grid
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分类号
TK89
[动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
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