风力发电机叶片气动性能数值模拟

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1、2013年4月机床与液压Apr．2013第41卷第7期MACHINET00L&HYDRAULICSVo1．4lNo．7DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．07．047风力发电机叶片气动性能数值模拟王博，祁文军，孙文磊，姜超(1．新疆大学机械工程学院，新疆乌鲁木齐830000；2．三峡新能源有限公司，新疆乌鲁木齐830000)摘要：利用FLUENT软件对750kW风机叶片在额定风速和12个非额定风速工况下进行气动性能的数值模拟计算，计算叶轮的受力、扭转力矩、输出轴功率

2、和风能利用效率等性能参数；绘制功率曲线图，并和风机叶片实测功率曲线进行比较，验证了风力机气动性能数值模拟的可靠性以及叶片建模的合理性。观察叶轮表面的压强分布、流速分布、湍流强度、流速矢量等流态图，对风力发电机叶片的数值模拟计算结果进行分析，可进一步验证所设计的风力发电机叶片气动性能的优劣，为风力机叶片的设计、改型和研发工作提供技术参数和指导。关键词：风力发电机；叶片；数值模拟；气动性能中图分类号：TK83文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)7—166—6NumericalSimu

3、lationofAerodynamicPerformanceforWindTurbineBladesWANGB0，QIWenjun。SUNWenlei，JIANGChao(1．XinjiangUniversity，UrumqiXinjiang830000，China；2．ChinaThreeGorgesNewEnergyCorp，UrumqiXinjiang830000，China)Abstract：Theaerodynamicperformanceof750kWwindturbineblades

4、wassimulatedandanalyzedusingFLUENTsoftwareintheratedwindspeedand12unratedwindspeedworkingconditions．Thestressoftheimpeller，twistingmoment，powerofoutputshaftandwindenergyefficiencywerecalculated．Powercurvewasdrawn，anditwascomparedwiththemeasuredpowercu

5、rvetoverifyreliabilityofthewindturbineaerodynamicperformancesimulationandrationalityofblademodeling．Theflowpatternfiguresaboutpressuredistribution，velocitydistribution，turbulenceintensityandvelocityvectorwereobserved，andthebladesimulationresultswerean

6、alyzed．Sothequalityofthedesignedwindturbinebladecanbeconfirmed，anditprovidestechnicalparametersandguidanceforwindturbinebladedesignandmodifications．Keywords：Windturbine；Blade；Numericalsimulation；Aerodynamicperformance风力发电机叶片是整个风力机中最为关键的部平，大幅度缩短了研制周期，降

7、低了研制成本，代替分，其气动性能和结构性能的优劣直接决定风力机的了大量的实验，成为风力机设计与分析的不可替代的工作效率和运行寿命。因此，风力机叶片的气动设计工。和气动性能计算是非常关键的工作。为了不断提高设CFD是在计算机上实现一个特定的计算，就好计和计算的准确性，国内外许多专家和学者在不断研像是在计算机上做一次全尺寸的风洞实验。目前的应究和探索的基础上提出了很多有效的理论和方法，主用主要集中在风电叶片翼型气动特性数值模拟、风力要包括叶素动量理论、风洞实验、外场实验及CFD机叶片气动性能模拟及气动

8、弹性计算等方面。然数值模拟。其中CFD数值模拟方法是近年逐渐发展而，要将CFD直接应用于工程计算，并获得可信赖起来的理论和方法，在计算流体力学和计算机硬件的的数值模拟计算结果，还存在计算域尺度与边界条件不断发展推动下，逐步发展并不断走向成熟，为认识的合理选取、能够满足计算精度要求的网格质量与网风力机的流动性能提供了新的途径。与前3种理论方格数目的选择以及合适的湍流模型选择等问题。法相比，有许多方面的优势和更好的发展前景。CFD作者应用UG软件完成750kW风力机叶轮和用数值模拟技术