达里厄风力机恶劣工况下气动特性的数值模拟.pdf

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1、第39卷第4期V01．39．No．42012年7月Ju1．，2012达里厄风力机恶劣工况下气动特性的数值模拟尹攀，李春曦，叶学民，张海波(1．华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定071003；2．邯郸供电公司，河北邯郸057150)摘要：以一台具有三个叶片的迭里厄风力发电机为例，分析了不同相位叶片的受力特点；基于Fluent软件，采用雷诺时均N—S方程和k一(cJSST模型，结合MRF旋转坐标系技术对垂直轴风力发电机进行了二维数值模～拟，研究了该垂直轴风力机的风轮扭矩的周期性变化规律，确定了一个旋转周期内的恶劣工况。通过对恶劣华北_T-况下不同来流风速和转速时的瞬态数

2、值模拟获得了其流场特征。研究表明：叶片之间的干扰和风轮的气流泄露将在不同程度上影响风力机的性能，并模拟计算了增加叶片后的扭矩变化规律。电力关键词：达里厄风力机；气动特性；恶劣工况；数值模拟大“中图分类号：TK83文献标识码：A文章编号：1007—2691(2012)04—0100—07学学报AerodynamicsimulationofDarrieuswindturbine盱underworstworkingconditionsYINPan，LIChun．xi，YEXue—min，ZHANGHai．bo(1．SchoolofEnergyPowerandMechanicalEn

3、gineering，NoahChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China；2．HandanPowerSupplyComfany，Handan057150，China)Abstract：ForanDa~ieuswindturbinewiththreeblades，theforeecharacteristicsofbladesatdifferentpositionwasanalyzed．BasedontheReynolds—averagedNavier—Stokesequationsandk一∞SSTmode1．thetwo—d

4、imensionalnumeri—calcomputationwassimulatedfortheinternalflowfieldofwindturbineusingrotatingcoordinatesystemwithMRFtech—nology．Theperiodicvariationofwindtorquewasinvestigatedandthesevereconditionsinarotationperiodwasdeter—mined．Thetransientnumericalsimulationunderworstworkingconditionswithd

5、ifferentairvelocitiesandrotatespeedshowthattheperformanceofwindturbineisadverselyinfluencedbythemutualinterferencebetweenthebladesandairleakagewithinthewindwheelunderlowerairvelocity．Thetorquecoefficientvariationwithincreasingofbladesisdis-cussedwithsimulatedresults．Keywords：Darrieuswindtur

6、bine；aerodynamiccharacteristics；worstworkingconditions；numericalsimulation30％。全球风能协会发布的最新一期全球风电的0引言增长数据显示，2008年全球范围内新增风电装机容量2．705×10kW，使得全球风电装机总量达风能作为一种清洁、可再生能源，越来越受到1．20×10kW，较2007年增长了28．8％。我到世界各国的重视。其蕴含量巨大，全球的风能国的风电发展主要集中在2003年以后，并网风约为2．74×10kW，其中可利用的风能为2×电新增容量在2006～2009年连续四年实现翻倍10“kW，比地球

7、上可开发利用的水能总量还要多增长的基础上，继续高速增长。截至2010年底，10倍¨。近10年来风力发电发展迅猛，2001年全国并网风电容量2958万kW，同比增长以来，全球每年风电装机容量增长速度为20％～68．05％；“十一五”期间，风电装机容量从2005年底的106万kW，以年均增长94．75％，年均净收稿日期：2011—11—15增570万kW的速度增长，5年累计增长27倍，累计净增2852万kW。第4期尹攀，等：达里厄风力机恶劣工况下气动特性的数值模拟10l现在应用的风力机多为水平轴风力发电机，