NREL5MW风机的气动性能和流场特征研究

摘要

本研究采用数值模拟的方法求解RANS方程,分别利用MRFs多重参考系和滑移网格,基于STAR—CCM+软件的隐式求解器对大型海上浮式风机NREL5MW的风轮模型和带塔架模型进行了数值模拟.首先计算无塔架时额定工况下风机的气动性能参数并与NREL实验论文结果[6]对比,验证网格和计算模型的可靠性,随后计算了带塔架模型额定工况下叶片受到的推力和扭矩及塔架升阻力变化曲线,并与无塔架情况对比,结合极值时刻流场的速度、压力分布详细分析了塔架与风轮的相互影响及载荷突变的原因.最后分析了距离桨毂中心平面不同距离的截面速度场,分析了塔影效应沿竖直方向的分布规律及风轮对流场的偏转作用.为今后的模型试验和海上风力发电机结构优化提供了一定的参考.