【摘 要】
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本文采用速度势面元法,基于螺旋桨的尾涡模型提出了适用于风力机的幂指数膨胀尾涡模型,编写了风力机气动性能的面元法预测程序。以直径为4.5m的三叶水平轴MEXICO风轮为计算模
【基金项目】
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科学部国际科技合作计划资助项目(2010DFA64660);江苏省研究生科研创新计划(SJLX0603);江苏省高校自然科学基金重大项目(13KJA348002);江苏省“青蓝工程”
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本文采用速度势面元法,基于螺旋桨的尾涡模型提出了适用于风力机的幂指数膨胀尾涡模型,编写了风力机气动性能的面元法预测程序。以直径为4.5m的三叶水平轴MEXICO风轮为计算模型,研究了面元网格数对气动性能预测精度的影响,研究表明,网格数过多将导致面元太小,计算时易出现奇点而引起数值计算发散。通过对不同风速下近尾迹区域分别为1R(R为风轮半径)、2R,3R、4R时0.6半径断面上的压力系数的对比分析,发现面元法预测风力机气动性能时,风轮下游近尾迹范围取4倍风轮半径时可以获得较高的数值计算精度。将面元法预测的压力系数与CFD计算及实验数据进行对比,面元法对低风速工况的叶片吸力面和高风速工况的叶片压力的压力系数计算值与实验值吻合很好;而且面元法计算速度比CFD计算速度快10倍,对计算机硬件要求低。考虑粘性和流动分离的影响可以进一步提高面元法的预测精度。具有很好的应用前景。
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