发展新能源是世界各国走可持续发展道路的大势所趋,新能源微电网是一项新的技术领域,解决了部分能源短缺及环境污染等问题。风力发电是新能源微电网的重要组成部分,是发展新能源革命的核心力量。风机叶片作为风力发电机最重要的原件之一,在砂砾、雨滴等固态或液态物质的冲蚀下,造成叶片冲蚀磨损现象,影响整个风机正常运行。针对风机叶片冲蚀磨损问题,本文采用理论分析、试验及数值模拟验证结合的方法进行了风机叶片冲蚀磨损试验与模拟研究。本文主要进行了以下工作:(1)设计和搭建了固体颗粒冲蚀磨损试验台,通过改变冲击速度、颗粒粒径和冲击角度这三个影响因素分别对试样材料进行冲蚀磨损试验。基于试验结果计算得出仿真数学模型中的相关函数,并将参数修正到仿真数学模型中。(2)利用FLUENT软件分别对叶片试样级别进行数值模拟,得出了上述三个因素对风机叶片冲蚀磨损过程的影响规律。基于试验与数值计算数据对比分析,验证了本文冲蚀试验得到的结果,且得到仿真数学模型中相关函数是可靠和合理的,为叶片冲蚀磨损数值模拟提供了新型的研究方法。(3)从叶片磨损位置的角度进行分析,通过对单叶片三维全尺寸进行流-固耦合绕流数值模拟,得出如下结论:随着风速的增加,叶片磨损部位通过叶片根部逐渐向叶片脊柱范围转移,叶片前缘尤其是叶尖部位所受的磨损情况最为严重;在颗粒粒径不同的工况条件下,叶片迎风面几乎都受到风沙冲蚀,甚至会出现砂眼的情况,但叶片整体冲蚀率在不同颗粒粒径下相差不大,变化趋势相对较缓和,因此,固体颗粒粒径并不是叶片冲蚀磨损的关键因素;随着固体颗粒冲击角度逐渐变大,叶片各位置受到风沙冲蚀磨损情况愈加严重。