湍流强度对S型风力机气动性能影响的研究

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1、第29卷第4期2012年8月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityV01．29No．4Aug．2012文章编号：2095—1248(2012)04-0025一D4湍流强度对S型风力机气动性能影响的研究祝魁，李国文，王虎彬，张岩，王建明(沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)，沈阳110136)摘要：上游的建筑物、风力机群等会造成其下游一定空间范围内风场的速度、方向和湍流强度等参数的变化，这些参数变化会引起下游风力机气动性能的改变。其中的湍流强度指

2、标是重要参数之一，本文即研究来流湍流强度对S型风力机气动性能的影响。利用fluent软件采用标准七一8湍流模型和SIMPLE算法，数值模拟三种不同湍流强度对s型垂直轴风力机的性能影响。结果表明s型风力机风能乖j用性能随着来流湍流强度的增加而减，j、，在风力机处于湍流强度为10％的条件下，最大功率系数要比在低湍流强度0．2％下低50％左右。因此在实际风场中，欲增加风力机的气动性能，需要尽量减少风力机上游能够增强湍流强度的扰动物体。关键词：垂直轴风力机；Savov2us型叶轮；湍漉强度；数值模拟中图分类

3、号：TK83文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2012．04．006Impactofturbulenceintensityonaerod，rnamicperformanceofS．RotorwindturbineZHUKui，LIGuo—wen，WANGHu—bin，ZHANGYan，WANGJian’ruing(FacultyofAerospaceEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136)Ab

4、stract：Changesinthewindfieldparametersofspeed，directionandturbulenceintensitycanbecausedbybuildingsorwindturbinesupstream，leadingtochangesinaerodynamicperformancesofwindturbines．Thispaperstudiestheimpactofthecomingflowturbulenceintensityontheaerodynami

5、cperformanceoftheS—rotorwindturbine．WithcomputationalfluiddynamicssoftwareFluent，Savoniusrotorsunderthreedif-ferentturbulenceintensitiesofthecomingflowweresimulatedbyusingturbulencemodelofstandardandS瑚PLEalgorithm．Theresult,￡showthatwindenergyutilizati

6、onefficiencyofS—rotorwindturbinedecrea-seswiththeincreaseoftheturbulenceintensity．andmaximumpowercoemcientofthewindtIlrbineintheturbulenceintensityof10％iSabout50percent10werthanthatundertheturbule}flceintensityof0．2％．Therefore。thenumberofdisturberswhic

7、hincreasetheturbulenceintensityups仃eammustbeminimizedtOincreasetheaerodynamicperformanceofthewindturbine．Keywords：verticalaxiswindturbine；savoniusrotors；turbulenceintensity；numericalsimulation随着化石能源的不断枯竭，风能的开发和利用越来越受人们重视。在风能利用中，首先应予考虑的是选择好风力发电机组的安装场地。风

8、场选择的好坏，对能否达到风能应用所要达到的预期目的及达到的程度，起着至关重要的作用。其中湍流强度指标是风场风资源评估的重要内容；它被描述为风速随时间和空间变化的程度，是反映脉动风速的相对强度和大气湍流运动特性的最收稿日期：2012—05一lO基金项目：辽宁省自然科学基金(项目编号：20102177)作者简介：祝魁(19s7一)，男，辽宁沈阳入，在读硕士，主要研究方向：风工程与工业空气动力学，流动控制，E·mail：15940011429@163．com；王建明(197