高志鹰
,
汪建文
,
韩晓亮
,
东雪青
,
刘冬冬
,
新吉勒图
,
仇连君
工程热物理学报
采用轴编码器锁相周期采样技术,在风洞开口实验段对旋转风力机叶片动态绕流结构进行了PIV实验,通过Insight 3G平均背景消噪和相关分析获得速度矢量信息,应用Tecplot处理得到相应的流线和速度云图.初步揭示了叶片动态绕流的特征变化及其绕流结构随风轮转速的变化规律,并探索了流动特征与风轮功率系数的对应关系.由于附着涡的诱导效应,翼型下游存在速度亏损区.随着转速的增加,附着涡影响区域增大,翼型下游速度亏损区域增大,亏损幅度也增大.在绕流结构中,切向速度分量占主导地位,轴向速度分量较小.叶片动态绕流特征的研究为分析风轮流场涡系的干涉及叶片动态失速等复杂流动问题提供了实验基础.
关键词:
风力机
,
叶片绕流
,
流动测量
,
PIV
汪建文
,
全建军
,
吴克启
,
闫建校
,
韩炜
,
朱德臣
,
魏鹿华
工程热物理学报
本文在风力机的叶尖上通过添加V型平板小翼实验,提高了风力机的输出功率.在风洞实验研究中,进行了不同长度和宽度,不同前张角和后张角小翼的探索.实验表明小翼对风力机在一定尖速比λ范围内可以提高功率系数cp值.
关键词:
风力机
,
叶尖小翼
,
动力放大
,
实验研究
东雪青
,
汪建文
,
韩晓亮
,
高志鹰
,
刘冬冬
,
新吉勒图
,
仇连君
工程热物理学报
叶尖加小翼可以提高风力机的功率系数.本文在风洞开口试验段利用PIV技术,对旋转风力机叶尖加装V型小翼时叶片和小翼周围的流场进行了实验研究.比较加小翼和不加小翼时的流场图,发现加上小翼后,叶尖部分的流场得到了改善,小翼对风力机的主要影响范围是从截面r/R=0.86到1.04之间,约占主叶片长度的14%左右.
关键词:
风力机
,
小翼
,
PIV试验
白叶飞
,
汪建文
,
赵元星
,
贺玲丽
,
侯亚丽
工程热物理学报
采用旋转机械应力应变无线遥测技术,在直流式低速风洞开口段对风力机叶片运行状态中的应力应变特性进行了实验研究,结果表明:在相同尖速比下,叶片各截面沿展向向外位置增加应变值逐渐减小,随着风速的增加,压力面的应变值增加幅度大于吸力面,叶根处应变增加幅度大于叶尖,并在0.55R到0.75R段应变拟合曲线略微凸起,主要是气动力在该截面区作用的效果;在相同风速下,叶片各截面沿展向向外位置增加应变值逐渐减小,且各截面的应变值随着尖速比的增加而增大,叶根较叶尖增加幅值更明显,叶根部位所受离心力增加较快;相同翼面处前缘点的应变值大于后缘点的应变值.为开展大型风力发电机组叶片动态应变检测积累了可鉴借的经验.
关键词:
水平轴风力机
,
旋转遥测
,
动态应变
,
实验
高志鹰
,
汪建文
,
东雪青
,
韩晓亮
,
白杨
,
由志刚
工程热物理学报
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.
关键词:
水平轴风力机
,
尾迹
,
叶尖涡
,
涡量
汪建文
,
闫建校
,
刘博
,
赵志渊
工程热物理学报
风力机叶尖加小翼,在一定范围内可以增加风力发电机的输出功率,提高功率系数.本文通过应用谱分析法测量风力机风轮旋转时机头的振动谱,通过分析得到了风轮动频,应用动频曲线研究了风力机叶尖小翼对风轮固有频率的影响.实验表明,叶尖小翼虽然降低了风轮静频但通过增大离心力和气动力提高了动频.叶尖小翼可以改善旋转风轮的结构动态特性.
关键词:
风力机
,
叶尖小翼
,
动频
,
谱分析
杨振涛
,
汪建文
,
东雪青
,
高志鹰
,
罗坤
,
张立茹
工程热物理学报
本文利用三维PIV测速技术,在B1/K2直流式低速风洞开口段,对小翼对风力机叶尖涡三维运动轨迹的影响展开研究.实验发现,S型小翼对叶尖涡的打散程度大于V型小翼.加装小翼后,使得叶尖涡运动轨迹螺距减小,同时叶尖涡的径向运动距离增加,向外迁移的程度增加.在额定工况下,小翼影响的因素包括风力机功率系数、叶尖涡运动轨迹形态、叶尖涡的强弱,其中小翼对叶尖涡运动轨迹向外迁移的程度和螺距的减小程度占主导因素,小翼对叶尖涡打散程度占次要因素.
关键词:
三维PIV
,
叶尖涡
,
叶尖小翼
,
三维涡量
,
运动轨迹螺距
汪建文
,
贾瑞博
,
吴克启
,
王军
工程热物理学报
在风力机叶片的叶尖上添置小翼,寻求动力放大机理,是非常重要的.本文利用CFD方法,对叶片表面及其附近的压力分布进行了数值模拟.通过对比风力机加V(8.8×8)型小翼和不加小翼时叶片的不同径向和弦向位置的压力变化,结合一定位置的等压截面图等分析,看出添置小翼扩大了叶片正负压力面的压差,找出最有影响的位置区域,为进一步揭示叶尖小翼对风力机动力放大的机理起到积极作用.
关键词:
风力机
,
叶尖小翼
,
压力分布
,
数值模拟
李运志
,
高志鹰
,
汪建文
,
刘云涛
,
陈天阁
工程热物理学报
将统计最优近场声全息(SONAH)技术运用于小型水平轴风力机风轮噪声源识别中,采用近场声全息技术以弥补远场波束形成技术对低频段声源识别精度低的缺点.利用B&K公司的60通道圆形声阵列对运行中的水平轴风力机在不同工况下进行声场信息采集分析,分析了噪声总声功率级的分布特征以及噪声源位置的分布规律.分析结果表明;风轮旋转时,以200 Hz以下的旋转噪声为主导,噪声源能量最大区域主要集中在叶片中部(r/R=0.5附近),并随着频率的增大,声源沿旋转面径向方向由叶片中部逐渐向叶尖分散.
关键词:
近场声全息技术
,
噪声源
,
水平轴风力机
,
声压级
高志鹰
,
汪建文
,
东雪青
,
由志刚
,
李运志
工程热物理学报
采用5因素5水平的正交实验方法,找到在不同尖速比下均具有较好功率放大效果的S型叶尖小翼结构,对其影响近尾迹流动与声辐射的特征进行了测试.发现该小翼可以打散从风轮叶尖脱落的叶尖涡结构,在测试方位面内形成多个涡量集中区域,而且使叶尖涡内高涡量区域减小,降低叶尖涡的强度.同时,该小翼还可以使叶尖附近的压力脉动衰减,高压力脉动区域缩小,降低声辐射的强度,有效降低近尾迹中的声压级,靠近风轮附近测点的最大声压级降幅超过10dB,在1倍风轮直径下游位置的声压级降幅为2～7 dB.对S型叶尖小翼影响近尾迹流动和声辐射的研究,为提高风力机性能和降噪途径的探索积累了经验.
关键词:
水平轴风力机
,
噪声
,
压力脉动
