优秀论文--河海大学_许波峰_径向诱导速度对大变形风力机叶片的气动特性影响探讨(1).pdf

1、Phone:13621591448Email: 径向诱导速度对大变形风力机叶片的径向诱导速度对大变形风力机叶片的气动特性影响探讨气动特性影响探讨第十九届中国可再生能源大会第十九届中国可再生能源大会2024.8.16-182024.8.16-18 中国中国 西安西安许波峰许波峰，康浩杰，佀同旭，聂小清，宋子豪河海大学河海大学 新能源学院新能源学院提提 纲纲Contents二、研究方法二、研究方法一、研究背景一、研究背景三、结果与讨论三、结果与讨论四、结论四、结论一一、研究背景研究背景80年代使用叶片年代使用叶片当前使用的叶片当前使用的叶片单机容量单机容量叶片长度叶片长度扫掠面积扫掠面积30kW3

2、0kW10MW10MW8m8m120m120m200m200m2 230000m30000m2 24040年年叶片的发展叶片的发展 当前风电机组单机容量超过10MW，叶片长度已突破100米 柔性大变形使得叶片气动性能变得更复杂 大变形时尖部叶素与旋转平面夹角大，径向诱导速度影响不能忽略一一、研究背景研究背景 径向诱导速度Vindr沿着风轮旋转平面由叶根指向叶尖。当叶片无变形时，Vindr垂直于叶素剖面，在叶素剖面的分速度为0，对翼型的气动入流无影响。当叶片出现变形时，叶素与旋转平面形成夹角c，Vindr在叶素剖面的分速度为Vindr sinc，变形越大，c越大，分速度也越大。叶片大变形时，叶片

3、大变形时，Vindr对叶素剖面入流会有较大影响对叶素剖面入流会有较大影响xyzV0切向切向径向径向轴向轴向一一、研究背景研究背景BEM方法忽略了径向诱导速度v。但是对于锥形和后掠型风轮以及大变形叶片来说，径向流动改变了叶素的升力和阻力，那么忽略径向诱导速度v是不合理的。此外，径向流动对于尾流扩张的影响也很重要。BEMBEMFVWFVWCFDCFD轴向诱导包含包含包含轴向诱导包含包含包含径向诱导径向诱导不包含不包含包含包含包含包含叶尖损失修正包含（可修正）包含倾斜入流修正包含包含动态入流修正包含包含尾流演变修正包含包含失速延迟修正修正包含动态失速修正修正包含计算精度低中高计算速度快中很慢计算资源

4、少中很多一一、研究背景研究背景2023年结束了OC6项目共四期，其中第三期项目目的是验证各计算程序对浮式风电机组在纵荡平移时气动载荷预测的准确性。来自10个国家的29个组织提供了38种数值仿真结果，其中12种来自FVW模型。一一、研究背景研究背景提提 纲纲Contents二、研究方法二、研究方法一、研究背景一、研究背景三、结果与讨论三、结果与讨论四、结论四、结论二、研究方法二、研究方法为了在风洞实验中实现测试大变形叶片对气动性能的影响，采用叶片的锥角代替柔性叶片大变形时叶素与旋转平面形成的夹角，开展风洞实验测试。实验模型为叶片长度0.35米的两叶片上风向风力机，采用的NACA4415翼型。设置

5、0、10、20锥角来模拟风力机叶片的不同变形状态，实验在一大型回流式边界层风洞中进行。风洞实验0锥角10锥角20锥角二、研究方法二、研究方法数值计算FVW空间步空间步采用五点中心差分格式 trVVrrind),(1),(),(0空间步空间步时间步时间步时间步时间步推导了一个3步3阶预估-校正格式（D3PC）1)1,1(1)1,(1),1(1),(01,11,3,2,1,417633212971njiindnjiindnjiindnjiindjijijijijijiVVVVVrrrrrr)1,1()1,(),1(),(1)1,1(1)1,(1),1(1),(01,11,3,2,1,8181733

6、32915141jiindjiindjiindjiindnjiindnjiindnjiindnjiindjijijijijijiVVVVVVVVVrrrrrr提提 纲纲Contents二、研究方法二、研究方法一、研究背景一、研究背景三、结果与讨论三、结果与讨论四、结论四、结论三、结果与讨论三、结果与讨论 在0锥角时，三种结果均比较一致 在10和20锥角时，实验结果与FVW结果相差不大，但是明显小于BEM计算结果，且锥角越大，BEM结果与其他两种结果相差越大 采用FVW模型，分