风力机黏性无黏耦合气动模型研究

工程热物理学报 , 2013, 34(4): 646-649.

风力机黏性无黏耦合气动模型研究

王强 ^1, , 徐宁 ^2, , 王胜军 ^3, , 徐建中 ^4,

1.中国科学院工程热物理研究所,北京 100190;中国科学院研究生院,北京 100049

2.中国科学院工程热物理研究所,北京 100190;中国科学院风能利用重点实验室,北京 100190

3.中国科学院工程热物理研究所,北京 100190;中国科学院研究生院,北京 100049

4.中国科学院工程热物理研究所,北京 100190;中国科学院风能利用重点实验室,北京 100190

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50876105)

关键词：水平轴风力机 , 三维面元法 , 边界层方法 , 黏性无黏耦合模型

The Viscous and Inviscid Interaction Aerodynamic Model for HAWT

WANG Qiang ^1, , XU Yu ^2, , WANG Sheng-Jun ^3, , XU Jian-Zhong ^4,

1.中国科学院工程热物理研究所,北京 100190;中国科学院研究生院,北京 100049

2.中国科学院工程热物理研究所,北京 100190;中国科学院风能利用重点实验室,北京 100190

3.中国科学院工程热物理研究所,北京 100190;中国科学院研究生院,北京 100049

4.中国科学院工程热物理研究所,北京 100190;中国科学院风能利用重点实验室,北京 100190

Keywords： horizontal axis wind turbine , 3D panel method , boundary layer method , viscous and inviscid interaction model

三维面元法利用面网格实现三维势流流场的求解,不但可以准确地计算压力系数分布等叶片三维流场信息,又不需要耗费过多的计算时间,为分析风力机三维流场提供了有效的途径.边界层模型可以有效地计算近壁黏性区,从而补充面元法的不足.基于三维面元法和二维边界层模型建立黏性无黏耦合模型,并以Joukowsky翼型为案例验证面元法模型准确性.利用黏性无黏耦合模型对NREL Phase VⅥ风力机叶片的三维流场进行了具体的分析.计算结果表明黏性无黏耦合模型具有效率高计算准确等特点,适合于风电叶片气弹耦合问题的研究.

参考文献

[1]	刘洋,李宇红,蒋洪德.风力机风轮非定常气动载荷计算[J].可再生能源,2010(06):31-35.
[2]	仇永兴,康顺.基于面元法的水平轴风力机数值模拟[J].工程热物理学报,2012(02):228-231.
[3]	Yuwei Li;Kwang-Jun Paik;Tao Xing;Pablo M. Carrica .Dynamic overset CFD simulations of wind turbine aerodynamics[J].Renewable energy,2012(1):285-298.

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