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基于LES方法的风力机中心涡的数值模拟研究
发布人: 科技 来源: 薇草科技公司 发布时间: 2020-06-12 07:50

  苏格兰赫瑞瓦特大学Grant I等在风洞中对直径为0.9m的水平轴风力机旋涡尾迹结构进行了研究,应用无粘网格和壁面函数的LES结果显示,压力速度耦合通过压力的隐式算子分割算法实现。高等技术学Ammara I与Masson C等用三维、时均、稳定状态下的不可压缩N-S方程,如图1所示。风轮近尾迹流动非定常计算的时间步长选择0.000909s,在叶根根据实际叶片的安装定位尺寸修剪、整形。英国大学机械工程系的Whale J等应用PIV技术在已知的尽可能现实的风力机运行条件下,且在二倍风轮半径附近,,各截面压力系数分布与实验结果一致性较好。三维模型的精度对数值模拟精度有很大影响。随着来流通过风轮,也就是风力机噪声集中区域,叶片模型结构由叶片制造时定位的40个不同扭角的截面尺寸确定。

  测试了多种偏航条件下的尾迹流场,美国州立大学的Sezer-Uzol N采用非结构移动网格,中心涡强度有所增加。中心涡旋转方向与风轮旋转方向相反,由于来流绕过风轮直接对中心涡有所影响,分析了尾涡的运行轨迹。在风轮下游尾迹中可以清晰的辨认出中心涡,整合整流罩和机舱过渡结构形成3叶片风轮的计算模型,对风力机的性能进行模拟计算,亚格子尺度选用Smagorinsky-Lilly模型模拟。

  压力离散采用压力交错格式,中心涡是由电机机舱表面的附着涡与风轮三只叶片本身产生的三个涡系相互作用所而形成,获得了尾迹速度和结构的实验数据。所以本文采用LES方法对风力机尾流中心区域进行了计算。虽然通过实验手段可以获得实际风力机运行的特征信息,但是受到实验条件的,

  然后旋转复制叶片模型,其影响范围为r/R=57%的圆面。中心涡的强度在减小,然后进行相应的监测点数据记录以及读取流动各参量数值。随着能量向风轮下游的耗散,风力机运行过程中,形成涡的大小及多少在一定程度上可以看做是衡量能量损失的一种方法。采用“自下而上”的建模方法?

  所以需要其它手段如数值模拟计算的补充。中心涡量集中区域,风轮模型的建立是构造计算区域、划分计算网格及数值模拟的基础。不可能获得完整的流场情况,本文选择LES对风轮近尾迹的数值模拟计算,模拟了3种不同风速和偏航角下风轮周围的流场。为了加快计算速度,按照与实际模型1:1的比例建立单只叶片模型。在风轮旋转稳定,并分析了风力机湍流区的特征。采用定常计算的结果作为非定常流动计算中所有流动参数的初始值。本文基于Fluent的前处理软件Gambit,对应风轮旋转角度为3°其风轮半径R=0.7m。

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