水平轴风力机塔架的频率和振型特性实验研究 被引量：5

1

作者 吴尧 高志鹰 +4 位作者 汪建文 陈永艳 李欣 刘锟 陈涛 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期50-55,共6页

为了研究风力机塔架的振动特性,文章利用动态信号采集分析系统,对水平轴风力机塔架进行了实验模态分析和运行模态分析测试,得到了塔架静止与振动两种工况下的固有频率与模态振型,分析了塔架的振动特性。通过对风力机振动信号的频谱分析... 为了研究风力机塔架的振动特性,文章利用动态信号采集分析系统,对水平轴风力机塔架进行了实验模态分析和运行模态分析测试,得到了塔架静止与振动两种工况下的固有频率与模态振型,分析了塔架的振动特性。通过对风力机振动信号的频谱分析发现,风速小于10 m/s时,只能激励起塔架挥舞方向与摆振方向的二阶模态;通过对风力机塔架的模态分析发现,风力机发生振动,塔架固有频率与模态振型发生小幅度改变;随着风速和振动烈度的增大,塔架模态参数的变化幅度随之增大。该研究可以为风力机塔架优化设计提供借鉴。 展开更多

关键词 风力机 塔架 运行模态 模态分析 固有频率 模态振型

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于塔筒添加螺旋线的风力机降噪性能优化研究

2

作者 张晓雪 高志鹰 +2 位作者 苏日娜 张翠青 汪建文 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期422-429,共8页

为降低风力机对周围居民的噪声污染,提出一种用于分布式风力机的塔架表面缠绕螺旋线的降噪方案。以S2030翼型风力机为计算模型,以螺旋线高度、螺距、螺头数、覆盖范围及旋向为因素,近尾迹辐射噪声总声压级为评价指标进行正交试验,在额... 为降低风力机对周围居民的噪声污染,提出一种用于分布式风力机的塔架表面缠绕螺旋线的降噪方案。以S2030翼型风力机为计算模型,以螺旋线高度、螺距、螺头数、覆盖范围及旋向为因素,近尾迹辐射噪声总声压级为评价指标进行正交试验,在额定工况下利用ANSYS Fluent数值模拟平台LES/FWH方法进行数值计算。结果表明:螺旋线高度h为5.5 mm、螺距P/d为0.5、螺头数N为4、覆盖面积为全部、旋向为逆时针时为最优组合。各因素对总声压级影响的程度由大到小为螺距>高度>覆盖范围>螺头数>旋向。塔架缠绕螺旋线能有效降低200~2000 Hz中高频噪声声压级。降噪效果随轴向距离的增大而增大,最高可降低总声压级13.19 dB(A)。 展开更多

关键词 风力机 降噪 塔架 螺旋线 优化设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同材质风力机叶片绕流流场特征变化PIV实验研究

3

作者 姚慧龙 张立茹 +2 位作者 张嘉奇 高伟 汪建文 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期140-145,共6页

考虑风力机叶片变形对绕流流场的影响,通过粒子图像测速(PIV)方法,采集两副翼型相同、材质分别玻璃聚酯(叶片Ⅰ)和玻璃聚醋内部填充泡沫(叶片Ⅱ)的水平轴风力机叶片绕流流场信息,对不同测试截面处流场数据进行分析。研究结果表明:相比... 考虑风力机叶片变形对绕流流场的影响,通过粒子图像测速(PIV)方法,采集两副翼型相同、材质分别玻璃聚酯(叶片Ⅰ)和玻璃聚醋内部填充泡沫(叶片Ⅱ)的水平轴风力机叶片绕流流场信息,对不同测试截面处流场数据进行分析。研究结果表明:相比于叶片Ⅰ,相同工况下,叶片Ⅱ的总体涡量、回流区的面积和时均速度更大,轴向雷诺应力更小;随着相对轴向距离的增加,时均速度在相对高度方向波动减小,材质对轴向雷诺应力影响逐渐减弱。实验工况下,叶片材质对绕流流场特征的影响大于叶尖速比对其的影响,并沿径向方向有增大的趋势。 展开更多

关键词 风力机 叶片 材质 绕流流场特征 粒子图像测速

在线阅读 下载PDF 职称材料

风向变化下不同材料叶片动态应力试验研究

4

作者 汪建文 赵煜 +2 位作者 张鹏 任彪 尹九俊 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期273-281,共9页

为了了解不同材料风力机叶片在风向变化过程中的应力变化规律,以木质、玻璃纤维和碳纤维材料的S型风力机叶片为研究对象,使用风洞及动态旋转平台模拟风向变化情况并通过试验方法进行研究.结果表明:在同风速、同尖速比条件下,弹性模量较... 为了了解不同材料风力机叶片在风向变化过程中的应力变化规律,以木质、玻璃纤维和碳纤维材料的S型风力机叶片为研究对象,使用风洞及动态旋转平台模拟风向变化情况并通过试验方法进行研究.结果表明:在同风速、同尖速比条件下,弹性模量较大的碳纤维叶片叶根前缘处应力值远大于玻璃纤维叶片和木质叶片叶根前缘处应力值,重量较大的玻璃纤维叶片比碳纤维叶片和木质叶片叶根前缘处应变值大;不同材料叶片叶根及展向应力、应变分布有所不同,但总体基本呈现由前缘(0.25C)向后缘(0.90C)、由叶根(0.20R)向叶尖(0.90R)减小的趋势;风向变化开始后,刚度高的碳纤维叶片由于抵抗弹性变形的能力强,其各测点应力、应变值最先出现明显下降趋势,之后依次为玻璃纤维叶片和木质叶片,3种材料叶片各测点的应力、应变值均呈现反S型下降曲线;叶片材料不同会导致同翼型同一测点处受到拉伸或挤压作用的大小、最大主应力方位角出现较大差异. 展开更多

关键词 小型风力机 风向变化 叶片材料 应力分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

下垫面反射特性对外墙辐射得热量影响研究

5

作者 张琪 王文新(指导) +1 位作者 白璐 陈超希 《建筑节能（中英文）》 CAS 2024年第8期133-138,共6页

墙体辐射得热量是影响围护结构传热性能的主要因素,基于下垫面反射特性研究代表性城市建筑墙体辐射得热尤为重要。选取哈尔滨、北京和兰州3个城市草地和砖地下垫面,以太阳直接辐射量和天空散射辐射量之和为对照组,探讨了下垫面反射特性... 墙体辐射得热量是影响围护结构传热性能的主要因素,基于下垫面反射特性研究代表性城市建筑墙体辐射得热尤为重要。选取哈尔滨、北京和兰州3个城市草地和砖地下垫面,以太阳直接辐射量和天空散射辐射量之和为对照组,探讨了下垫面反射特性对室外空气综合温度、不同城市辐射能、反射辐射能占总辐射能比重及对建筑墙体总辐射能的影响。结果表明:与对照组相比,下垫面反射会对室外空气综合温度和外墙体辐射得热量产生不同程度的影响,3个城市室外空气综合温度增大2.5℃以上的小时数均为4 h,增值范围为0.51~5.23℃;下垫面反射会加剧建筑墙体辐射得热,不论是草地还是砖地,不同下垫面反射辐射占总辐射能的比重由大到小依次为兰州>北京>哈尔滨;夏季砖地的反射辐射比草地分别多77.6 MJ/m^(2)、84.2 MJ/m^(2)和87.6 MJ/m^(2),冬季则分别为23.0 MJ/m^(2)、30.8 MJ/m^(2)和32.4 MJ/m^(2)。对进一步改善建筑周边热环境及合理布局建筑室外下垫面提供理论基础。 展开更多

关键词 辐射得热量 下垫面 反射特性 建筑围护结构

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于实测数据的呼和浩特近郊风速分布模型对比研究 被引量：9

6

作者 王文新 陈可欣 +1 位作者 白杨 汪建文 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期370-376,共7页

精确评估风资源首先要详尽描述当地风的统计特征。采用ZephIR雷达测风系统采集呼和浩特近郊的风数据,以月为时间尺度分析呼和浩特近郊实测风速统计特性和风速分布情况,采用Rayleigh、双参数和三参数Weibull共3种风速概率分布模型,分别... 精确评估风资源首先要详尽描述当地风的统计特征。采用ZephIR雷达测风系统采集呼和浩特近郊的风数据,以月为时间尺度分析呼和浩特近郊实测风速统计特性和风速分布情况,采用Rayleigh、双参数和三参数Weibull共3种风速概率分布模型,分别运用最小二乘法(LSE)和极大似然法(MLE)2种参数估计方法,对各算法与全年实测风数据的拟合效果进行对比。结果表明:针对于呼和浩特近郊,采用LSE法估算的三参数Weibull分布可获得较高精度且拟合性能稳定;以月为时间尺度单独对各参数变化的时空特性进行分析能准确描述当地近郊风的实际情况,这可为后续分析风功率波动特性及近郊风力机微观选址、风能开发规划等提供基础。 展开更多

关键词 风能 概率分布 参数估计 WEIBULL分布 三参数WEIBULL分布

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于现场测量的建筑环境风场特征分析及风力机出力评估 被引量：3

7

作者 侯亚丽 栗广浩 +2 位作者 杨宇昕 李荣阳 汪建文 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期318-324,共7页

采用ZephIR 300激光雷达测风设备对呼和浩特市区某建筑风场进行为期12个月的现场测量,获取11~200 m内共11个高度上的风速、风向及湍流强度值,然后对风场的湍流特性进行分析,并计算6种风力机的年容量系数。结果表明:所有高度上0~3 m/s低... 采用ZephIR 300激光雷达测风设备对呼和浩特市区某建筑风场进行为期12个月的现场测量,获取11~200 m内共11个高度上的风速、风向及湍流强度值,然后对风场的湍流特性进行分析,并计算6种风力机的年容量系数。结果表明:所有高度上0~3 m/s低风速的出现频率明显增大,出现频率最高的风速在2.0~2.5 m/s,而大于10 m/s风速的出现概率几乎为零,而且传统威布尔概率密度分布不能准确对城市建筑环境内的低风速分布概率做出预测;0°~90°区间内的风向出现频率较高,但风功率密度却相对较低,不能仅以盛行风向为依据选择风力机的安装地点,而需同时考虑不同风向上的风功率密度;为避开强湍流区域,低矮建筑环境内风力机的安装高度应高于建筑平均高度,且应设置为分时段和分风向工作模式;而低额定风速和低切入风速是建筑环境内风力机高容量系数的有效保证,其中低额定风速的影响更大。 展开更多

关键词 风能评估 湍流 风速 风功率密度 容量系数 建筑环境

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于风光气能源协同互补系统参数耦合研究 被引量：2

8

作者 王文新 张珊 +1 位作者 秦超凡 陈超希 《太阳能学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期544-551,共8页

提出3种结构不同的风能太阳能耦合天然气多能互补供热系统,结合全年太阳能测试数据及3年风能测试数据作为仿真模拟的边界条件与真实可靠的数据支撑,构建TRNSYS仿真模型。以呼和浩特市郊区典型建筑为例,对3套系统进行模拟与分析得出:集... 提出3种结构不同的风能太阳能耦合天然气多能互补供热系统,结合全年太阳能测试数据及3年风能测试数据作为仿真模拟的边界条件与真实可靠的数据支撑,构建TRNSYS仿真模型。以呼和浩特市郊区典型建筑为例,对3套系统进行模拟与分析得出:集热效率与集热面积、风力机额定功率呈一种二元Parabola函数关系,集热效率随集热面积的增大而逐渐减小;燃气壁挂炉热效率随集热面积、风力机额定功率的变化不明显;燃气消耗量与集热面积、风力机额定功率呈一种以e为底的二元指数函数关系,当系统集热面积增加到一定数值后,燃气消耗量骤减;对比3种结构系统,串联系统较并联系统更节省化石能源的使用,两串联结构相比,对于农村典型建筑,出力顺序为“燃气壁挂炉→太阳能集热器→风力机”的串联结构系统更优。 展开更多

关键词 太阳能集热器 天然气 集热器效率 多能互补 风力机额定功率

在线阅读 下载PDF 职称材料

建筑外形对建筑顶面风力机微观选址的影响

9

作者 侯亚丽 李荣阳 +2 位作者 邸建琛 汪建文 栗广浩 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期344-352,共9页

针对城市建筑环境内的风能应用问题,利用CFD方法对4种不同建筑外形的高层建筑物顶面风场湍流特征进行研究,开展建筑外形对风向变化的敏感性分析,并分析4种建筑物顶面风速、湍流强度随高度的变化规律,确定4种建筑外形的建筑顶面风力机的... 针对城市建筑环境内的风能应用问题,利用CFD方法对4种不同建筑外形的高层建筑物顶面风场湍流特征进行研究,开展建筑外形对风向变化的敏感性分析,并分析4种建筑物顶面风速、湍流强度随高度的变化规律,确定4种建筑外形的建筑顶面风力机的合理安装位置和高度,结果表明:具有圆润曲线外形的2类建筑更利于风力机的安装,风力机的安装高度可更低;建筑物的长轴和短轴越接近,顶面越有利于风力机的安装;4种建筑外形的建筑顶面安装风力机时仅考虑U/U_(0)≥1的有利安装高度Hu即可保证风力机的有效输出功率和运行安全;无盛行风向情况下,4种建筑物的中心区域更有利于风力机安装,风力机的安装高度最低,圆柱体、椭圆体、正方体及长方体建筑物顶面中心区域风力机最低安装高度分别为1.05H、1.09H、1.11H及1.14H。 展开更多

关键词 建筑物 风力机 湍流 风速 微观选址

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于流固耦合偏航下风力机尾迹湍流特征的研究

10

作者 张立茹 牛佳佳 +3 位作者 王雪丽 焦雪文 姚慧龙 汪建文 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期340-346,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 风力机 流固耦合 偏航 尾迹湍流特征

在线阅读 下载PDF 职称材料

气动力和离心力对风力机叶片应力影响研究 被引量：7

11

作者 赵元星 汪建文 +2 位作者 张立茹 刘珍 白叶飞 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期225-232,共8页

针对自行研制的NACA4415翼型水平轴风力机,通过流固耦合的数值模拟计算方法,考虑气动力和离心力以及两者耦合作用,选取叶片最大弦长、中部弦长、气动中心线展向以及最大应力点位置,分析风力机叶片在不同工况下的应力特性分布规律。结果... 针对自行研制的NACA4415翼型水平轴风力机,通过流固耦合的数值模拟计算方法,考虑气动力和离心力以及两者耦合作用,选取叶片最大弦长、中部弦长、气动中心线展向以及最大应力点位置,分析风力机叶片在不同工况下的应力特性分布规律。结果表明:在气动力作用下,叶片相同弦长位置处迎风面应力小于背风面应力,且随尖速比和入流风速增大而增大,最大应力点位置随着尖速比增大沿翼展向外且靠近叶片前缘方向延伸;在离心力作用下,叶片相同弦长位置处迎风面应力大于背风面应力,且随尖速比增大而增大,而最大应力点均在叶根最大弦长位置(9.93 mm,10.80 mm,-126.33 mm);在耦合作用下,叶片相同弦长位置处迎风面应力大于背风面应力,随尖速比和入流风速增大而增大,且依次大于气动力和离心力产生的应力,而最大应力点均在叶根最大弦长位置。仿真结果对于风力机翼型的选择及优化设计具有重要的理论意义及参考价值。 展开更多

关键词 风力机 数值模拟 应力分析 气动力 离心力

在线阅读 下载PDF 职称材料

带翼型叶尖小翼对叶尖表面速度的影响 被引量：4

12

作者 杨伟 段亚范 +2 位作者 东雪青 汪建文 苏雅拉 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期260-264,共5页

提出一种对叶尖小翼进行翼型化的想法,并利用高频PIV系统对不同形状的叶尖小翼进行流场测试,探究叶尖小翼形状对叶尖弦向和轴向速度的影响。研究表明:在相同工况下,带翼型S型叶尖小翼可明显提升叶尖吸力面的流速,并能有效推迟流动分离... 提出一种对叶尖小翼进行翼型化的想法,并利用高频PIV系统对不同形状的叶尖小翼进行流场测试,探究叶尖小翼形状对叶尖弦向和轴向速度的影响。研究表明:在相同工况下,带翼型S型叶尖小翼可明显提升叶尖吸力面的流速,并能有效推迟流动分离的位置;同时可有效控制叶尖涡的生成,减少能量损失;另外,带翼型S型小翼对叶尖压力面轴向速度恢复的阻碍较大,而对吸力面的阻碍较小,进而增大叶尖两侧的压力差,提高叶尖的气动性能。此外,探究带翼型S型小翼对叶片表面速度随展向位置的变化规律,发现叶尖小翼在压力面的作用随位置向叶根延伸而逐渐减弱,而在吸力面随位置向叶根推移呈先增强再减弱的趋势。 展开更多

关键词 风力机 速度 流场 气动性能 高频PIV 叶尖小翼 叶尖涡

在线阅读 下载PDF 职称材料

小型风力机新翼型叶片动态结构响应研究 被引量：4

13

作者 郭俊凯 郭志文 +3 位作者 张建伟 汪建文 赵爽 云萌 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期183-188,共6页

以小型风力机加厚翼型叶片为研究对象,建立风力机模型,然后利用ANSYS进行有限元分析,并通过试验测量,确定叶片物性参数结果进行对比分析。结果表明:数值模拟与试验结果变化趋势相同;风力机叶片的应力主要集中在叶片的叶根和中部的位置,... 以小型风力机加厚翼型叶片为研究对象,建立风力机模型,然后利用ANSYS进行有限元分析,并通过试验测量,确定叶片物性参数结果进行对比分析。结果表明:数值模拟与试验结果变化趋势相同;风力机叶片的应力主要集中在叶片的叶根和中部的位置,且根部的应力最大,叶尖应力与中部相比较小,前缘部分应力与后缘部分相比较大;模态分析误差小于6%,载荷增加会导致叶片各阶动态固有频率上升,同时其挥舞振型对应的固有频率受载荷影响较大;屈曲分析时后缘从中部到叶尖段会出现最大位移区域,需进行加固处理增加后缘的结构强度。 展开更多

关键词 风力机 动态响应 数值模拟 叶片 加厚翼型

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于叶片弯振后风轮尾迹流动及气动噪声研究 被引量：2

14

作者 方玉财 高志鹰 +2 位作者 陈永艳 闫萌萌 汪建文 《可再生能源》 CAS 北大核心 2019年第4期588-593,共6页

基于动网格技术,通过编写UDF代码成功实现了叶片的一阶弯振及一二阶叠加弯振。数值模拟过程中,采用大涡模拟(LES)分析刚性叶片与低阶弯振后风轮近尾迹速度与涡量特征。运用FW-H方程,以风轮表面为声源面,通过选取不同测试线上的监测点分... 基于动网格技术,通过编写UDF代码成功实现了叶片的一阶弯振及一二阶叠加弯振。数值模拟过程中,采用大涡模拟(LES)分析刚性叶片与低阶弯振后风轮近尾迹速度与涡量特征。运用FW-H方程,以风轮表面为声源面,通过选取不同测试线上的监测点分析叶片不同运动状态下辐射声频谱及声压级变化。研究结果表明:施加振动后,在0.71R处出现轴向速度亏损,且在叶尖位置亏损最大;振动风轮整体噪声增大。文章通过研究模拟振动风轮的尾迹流动和噪声分析,为实际运行的风力机产生的气动噪声及声辐射传播特性提供一定参考。 展开更多

关键词 低阶弯振 FW-H方程 风轮 气动噪声

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Theodorsen理论的新型动态失速预测模型及其应用 被引量：1

15

作者 李治国 高志鹰 +2 位作者 张雅静 张立茹 汪建文 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期409-414,共6页

风力机叶片动态失速时的非定常气动特性及严重的迟滞现象使得风力机功率实测值严重偏离其静态预测值。鉴于此,基于Theodorsen理论、基尔霍夫势流理论,在忽略低阶附加质量引起的下洗气流加速度项及状态变量转换后,提出一种包括翼型附着... 风力机叶片动态失速时的非定常气动特性及严重的迟滞现象使得风力机功率实测值严重偏离其静态预测值。鉴于此,基于Theodorsen理论、基尔霍夫势流理论,在忽略低阶附加质量引起的下洗气流加速度项及状态变量转换后,提出一种包括翼型附着流和后缘动态分离流的新型动态失速模型。利用该模型分析NREL 5 MW海上风力机叶片6种翼型的非定常动态失速特性得出:通过翼型的气流在完全附着流与完全分离流之间不断转换,受附着流脱落尾诱导的动态下洗气流影响及边界层动态分离产生的压力滞后的双重作用,动态升力系数变化曲线和静态升力现象曲线偏差较大,6种翼型动态升力系数变化曲线均呈非常明显的迟滞环现象。DU40、DU35、DU30、DU25、DU21和NACA64这6种翼型动态升力系数增幅明显,分别达17.6%、60.9%、60.7%、55.1%、63.7%和40.8%。动态失速攻角极大地超过静态失速攻角,分别增大到36.53°、21.40°、20.20°、17.68°、16.97°和21.42°。6种翼型动态失速预测结果与公开实验数据结论一致,证实所提出的动态失速气动模型计算结果准确可信,具有较强通用性。 展开更多

关键词 Theodorsen理论 翼型 风力机叶片 升力系数 预测模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于叶片变形偏航下风力机叶片绕流流场的研究 被引量：1

16

作者 牛佳佳 张立茹 +1 位作者 焦雪文 汪建文 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期301-305,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 风力机 偏航 叶片变形 流固耦合 叶片绕流

在线阅读 下载PDF 职称材料

低雷诺数下凹坑结构对翼型层流分离影响的数值研究 被引量：1

17

作者 焦雪文 张立茹 +1 位作者 牛佳佳 汪建文 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期346-352,共7页

在低雷诺数Re工况下,翼型表面容易发生流动分离,形成的层流分离泡会导致翼型气动性能恶化,且分离泡在尾缘周期性脱落,会诱发振动,影响叶片的结构安全。文章以NACA4415翼型为例,采用大涡模拟(LES)方法,在低Re下,对光滑翼型及布置凹坑结... 在低雷诺数Re工况下,翼型表面容易发生流动分离,形成的层流分离泡会导致翼型气动性能恶化,且分离泡在尾缘周期性脱落,会诱发振动,影响叶片的结构安全。文章以NACA4415翼型为例,采用大涡模拟(LES)方法,在低Re下,对光滑翼型及布置凹坑结构翼型的层流分离进行了研究。研究结果表明:凹坑结构对翼型在低Re下出现的层流分离现象有较好的抑制作用,凹坑结构翼型在尾缘的分离流更加贴近翼型表面,凹坑结构翼型尾缘附近的分离涡明显减少;凹坑结构改善了低Re工况下翼型的气动性能,深径比h/d为0.25时,翼型升、阻比达到最大18.23。 展开更多

关键词 低雷诺数 凹坑结构 翼型 层流分离 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

风向变化速度对风力机功率及转速的影响 被引量：1

18

作者 杜运超 汪建文 +2 位作者 王赢政 张建伟 闫思佳 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期166-171,178,共7页

为了探索风向变化时风力机输出功率及转速的变化情况,以某S翼型三叶片水平轴风力机为研究对象,利用旋转平台模拟风向匀速变化过程,采用IEC61400中规定的极端风向角变化速度5°/s为上限,每间隔1°/s选取1个风向变化速度,即选取1&... 为了探索风向变化时风力机输出功率及转速的变化情况,以某S翼型三叶片水平轴风力机为研究对象,利用旋转平台模拟风向匀速变化过程,采用IEC61400中规定的极端风向角变化速度5°/s为上限,每间隔1°/s选取1个风向变化速度,即选取1°/s, 2°/s, 3°/s, 4°/s和5°/s这5个风向变化速度,研究不同风向变化速度下风力机输出功率、转速的变化规律.结果表明:风力机在不同风向变化速度下其输出功率与转速总体都呈现波动下降趋势,同一风速下风向变化速度越大,下降速率越快,但在其风向变化过程中对应的下降幅值越小;在风向变化开始与结束时都存在迟滞现象,风向变化开始时风力机输出功率出现小幅度上升,并持续波动3 s左右后才会开始下降;风向变化结束后,风力机需要继续运行一段时间后输出功率与转速才会达到稳定值,风向变化速度越大,该迟滞时间越长,初始尖速比越大,最终稳定后数值越大. 展开更多

关键词 风力机 风向变化 输出功率 转速分析 迟滞现象

在线阅读 下载PDF 职称材料

塔架对风轮旋转过程中声场及流场的影响探究

19

作者 邵明雪 高志鹰 +2 位作者 苏日娜 张翠青 汪建文 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期327-335,共9页

基于压力脉动与声压之间的关系,利用Fluent数值模拟平台对风力机旋转过程中整机和单转子的声场和流场进行分析。对比2种模型的最大声压级位置,发现由于塔架的介入,整个模型的声场落后于流场约30°。分析塔旁y轴负向测点处压力脉动... 基于压力脉动与声压之间的关系,利用Fluent数值模拟平台对风力机旋转过程中整机和单转子的声场和流场进行分析。对比2种模型的最大声压级位置,发现由于塔架的介入,整个模型的声场落后于流场约30°。分析塔旁y轴负向测点处压力脉动与声压级第1个峰值对应的方位角,结果发现在y/R=0.14、y/R=0.42、y/R=0.71与y/R=1时声压级(SPL)分别落后于压力脉动22°、5°、9°与18°。分析风力机旋转过程中两种模型塔附近监测点的声压级与压力脉动的变化趋势,结果表明:声压级振幅沿展向先增大后减小,在y/R=0.71处达到最大值;同样,在y/R=0.71时压力波动幅度最大。 展开更多

关键词 风电机组 塔架 旋转 方位角 风轮 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于PIV测试的风轮主要声源区域雷诺应力特征分析

20

作者 梁俊彪 高志鹰 +3 位作者 代元军 陈永艳 张翠青 汪建文 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期61-66,共6页

为了获悉风轮主要声源区域的流动机理,在风洞开口段,在不同风速和尖速比下,文章对风轮展向X/C=0.5区域不同相对弦长处的流场进行了PIV测试。测试结果表明:由于翼型表面发生流动分离导致流体速度脉动,雷诺应力迅速增加,使叶片与来流相互... 为了获悉风轮主要声源区域的流动机理,在风洞开口段,在不同风速和尖速比下,文章对风轮展向X/C=0.5区域不同相对弦长处的流场进行了PIV测试。测试结果表明:由于翼型表面发生流动分离导致流体速度脉动,雷诺应力迅速增加,使叶片与来流相互作用产生压力脉冲;随着相对弦长的增加,雷诺应力均有不同程度的增大,当X/C为0.4~0.8时,雷诺应力的变化最为明显;对比不同风速、尖速比、相对弦长处的雷诺应力数据发现,随着尖速比的增加,雷诺应力增大最明显的区域向前缘移动,流动分离位置提前,而风速变化对流动分离位置没有影响;发生流动分离后的主要声源区域的雷诺应力呈现单峰值,流体脉动程度较剧烈;对比不同工况下主要声源最大声压级和X/C=1处中心最大雷诺应力值发现,两者变化趋势一致且易受尖速比变化的影响。文章以实验测试的方法揭示了风轮主要声源区域雷诺应力表现的流动特征,研究成果对于叶片的优化设计和降噪方法的改进提供了可行的解决思路。 展开更多

关键词 水平轴风力机 流动分离 边界层分离 雷诺应力 PIV

在线阅读 下载PDF 职称材料