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《基于BEDDOES_LEISHMAN动态失速模型的水平轴风力机动态气动载荷计算方》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第卷第期太阳能学报〕〕年月,八托】一口文章编号之讨仪四巧仪犯价基于一动态失速模型的水平轴风力机动态气动载荷计算方法‘,,‘,,“刘雄张宪民陈严叶枝全,,华南理工大学机械工程学院广州仪湃汕头大学能源研究所汕头一。一摘要从对附着流和分离流的建模两方面阐述了玩动态失速模型基于公扮模型开发了动态失速数值计算程序,并将其集成到了现有的风力机气动载荷分析软件中。利用所开发的程序,计算了一翼型的动态失速特性,分析了平均攻角、衰减频率和马赫数的变化对动态失速特性的影响。仿真了一台变速恒频风电机组的发电工况,结果表明,动态失速对风力机的动态气动载荷有极大影响,在进
2、行动态载荷仿真时。必须予以充分考虑关键词风力机动态气动载荷动态失速二中图分类号文献标识码年,丹麦凡一模小国家实验室发展了引言,型的简化版本忽略了流动的可压缩效应和开始于精确的动态气动载荷分析是风力机设计和校核,引人前缘的流动分离了类似于必模型的插值关。的基础对动态失速等非定常气动特性的精确建系,使得模川。型适用于全范围攻角,。模是风力机动态气动载荷分析的前提动态失速,近年来计算流体力学的发展使得确定运动翼,是指当翼型经历周期性的或非定常的运动时发生,型的气动响应已经不再困难但求解过程仍然非常’。占〕失速延迟的复杂现象发生动态失速时的攻角偏。,,复
3、杂因此在风力机气动设计领域中利用半经验,离静态失速攻角气动力系数可以极大地偏离静态。模型来求解非定常气动载荷仍将占主要地位圈本。,值工作过程中的风力机叶片翼型的攻角是时变一文基于肠模型实现了水平轴风力机。,的进行风力机运行工况仿真时如果采用静态气,的翼型动态失速特性的数值计算方法并将之与已,。动数据进行计算将使得载荷被极大地低估因此,有的风力机稳态性能分析程序集成实现了水平有必要研究动态失速模型以建立更精确的动态气动。轴风力机的动态气动载荷分析软件。载荷分析程序一国际上对动态失速模型的研究始于世纪模型简介。,,,年代一年和建立了模型〕以一此】模型
4、采用单位阶跃响应模型。,使用微分方程描述气动力系数年开始,描述附着流然后针对流动分离和涡流升力的影响和玩对动态失速现象进行研究并建立了。〔,一’〕,进行了相应的扩展模型采用固定在翼型上的坐标模型该模型结合对流动分离的发生和影响的,。系气动力系数分量是法向力系数垂直于弦长近似描述表现附着流的流动延迟效应必于。年提出的动态失速模,方向和切向力系数弦长方向模型基于定常型忽略了附着流的瞬态效应。。,通过对用简单插值关系得到的流动的静态等效附着的气动数据和因此首先要将其变换到翼型。程度引入一个一阶滤波器来描述动态失速囚拜。坐标系中一一收稿日期《“”基金项目
5、国家自然科学基金项目。《双〕十一五国家科技支撑计划课题国家高技术研究发展计划《广东省自然科学基金项目仪刃广东省科技计划项目田仪〕通讯作者刘雄一,男,副教授,主要研究方向为风能利用。咖。卷。。,、。一。。‘。业亚。一字。、。一。。。下面分别从附着流和分离流两方面来描述行万刃一。,。玫模型式中时的攻角附着流—,因此静态情况下不同攻角的流动分离点可以,对于附着流主要考虑尾流分离效应和气流加。利用定常气动力系数式求解为获得动态流,。速效应这两方面因素对升力的影响并分别建模动分离点,采用一个一阶延迟方程来反映分离点相尾流分离效应对升力的影响部分称为绕流升力
6、对于静态值的滞后叮,,用仇表示气流加速效应对升力的影一叮响部分称为非绕流升力二,用,表一,、。。式中界空间的半经验时间常数不绕—,流升力随攻角变化的方程为为得到动态分离点的位置需要得到分离时,。·,△。、对」,「价△的有效攻角因此需要考虑由于后缘压力响应滞后,。、。式中嘶法向力系数曲线的斜率马导致的攻角偏移采用一阶延迟方程描述压力响应——,滞赫数人反映尾流分离效应的指数函数近似后对附着流升力的影响—型迎福卫型巡。为旦巫二,一一‘,角一滩一‘角价,。,,·,,。式中几经验时间常数于是有效攻角可以表式中无量纲时间坎其中坎为风—,。—八,、、,示为速为
7、弦长和吞经验常数月—。。一一丫枷非绕流升力可以由活塞理论进行计算,得到有效攻角之后可以求得静态分离点位·,·,,△,必,,,,应」△置几进而得到动态分离点位置由式得到动,。,态升力系数蛛式中传递函数笋可以被近似为“”’,,对。一模型使用涡流升力来描述涡流的产生和分离笋斌。,,对升力的影响涡流升力的增量与非定常绕流升力其中马赫数的函数可表示为,,,—仇和动态升力的差成比例即二,,一‘戈一扒夕同时,累积的涡流升力随时间按指数规律递减,于是总附着流升力可以叠加绕流升力和非绕流,升力得到但也有可能被新的涡流补充因此涡流升力的变化,,,、,规律可以表示为,
8、分离流一、,,、不二分离流部分主要考虑两方面的影响①翼型后一、缘分离点的运动的动态延迟所产生的影响②涡流,、。式中经验时间常数。的产生和
