水平轴风力机叶尖涡流动的PIV测试

工程热物理学报 , 2010, 31(3): 414-418.

水平轴风力机叶尖涡流动的PIV测试

高志鹰 ^1, , 汪建文 ^2, , 东雪青 ^3, , 韩晓亮 ^4, , 白杨 ^5, , 由志刚 ^6,

1.内蒙古工业大学能源与动力工程学院,内蒙古,呼和浩特,010051;内蒙古自治区可再生能源重点实验室,内蒙古,呼和浩特,010051

2.内蒙古工业大学能源与动力工程学院,内蒙古,呼和浩特,010051;内蒙古自治区可再生能源重点实验室,内蒙古,呼和浩特,010051

3.内蒙古工业大学能源与动力工程学院,内蒙古,呼和浩特,010051;内蒙古自治区可再生能源重点实验室,内蒙古,呼和浩特,010051

4.内蒙古电力勘测设计院,内蒙古,呼和浩特,010020

5.内蒙古工业大学能源与动力工程学院,内蒙古,呼和浩特,010051

6.内蒙古工业大学能源与动力工程学院,内蒙古,呼和浩特,010051

基金项目: 国家自然科学基金(50976047) 内蒙古自然科学基金重点项目(20080404ZD15)

关键词：水平轴风力机 , 尾迹 , 叶尖涡 , 涡量

PIV EXPERIMENT ON TIP VORTEX FLOW OF HORIZONTAL AXIS WIND TURBINE

在风洞开口实验段,针对不同尖速比应用PIV技术对风轮附近1/3圆周内的瞬时速度场进行测试.随着尖速比的增加,叶尖涡运动的径向位移增大,涡流诱导效应区域半径扩大,使整体尾迹半径增大;同时,尖速比增加使尾迹轴向速度亏损增大,叶尖涡运动的轴向位移减小.叶尖涡诱导效应与风轮旋转的相互作用使风轮附近形成强速度梯度区域,诱导效应延伸到风轮上游,激励叶片产生不同的振动形态,使叶片上脱落的叶尖涡结构在尾迹中出现波动,越向下游运动波动越强烈.通过叶尖涡核位置平均发现,在10°～120°方位角尾迹区域内,涡核运动轨迹与方位面交点的连线近似为直线,且该线的斜率随着尖速比的增加而增大.

参考文献

[1]	P.K.Ebert;D.H.Wood 20f .The near wake of a model horizontal-axis wind turbine part 3: properties of the tip and hub vortices[J].Renewable energy,2001(4):461-472.
[2]	D. H. Wood .Generic vortex modelling for horizontal-axis wind turbines[J].Wind Engineering,2002(2):71-84.
[3]	Adrian RJ .Twenty years of particle image velocimetry[J].Experiments in Fluids: Experimental Methods and Their Applications to Fluid Flow,2005(2):159-169.
[4]	高志鹰,汪建文,韩晓亮,东雪青,刘冬冬,新吉勒图,仇连君.风力机叶片动态绕流结构的PIV实验研究[J].工程热物理学报,2009(02):230-232.
[5]	刘冬冬,汪建文,高志鹰,韩晓亮,东雪青,新吉勒图,仇连君.水平轴风力机叶尖翼型截面流场的试验研究[J].动力工程,2009(03):297-301.

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