风切变对风力机气动性能影响的数值模拟研究第一部分:准三维模型及验证

摘要

为了能够快速准确地分析风切变条件下风力机的气动性能变化规律,本文提出了一种基于非定常CFD 技术模拟风切变对风力机气动性能影响的准三维方法,并以NREL Phase VI 风力机为例进行验证。然后在不同风速廓线指数的来流风速条件下,对两个展向截面的准三维流动进行了定常和非定常数值分析,并与均匀风速下实验结果进行了对比。结果表明,准三维模型的计算结果可以很好的反映风切变下截面气动特征,适用于风切变下的风力机气动性能的研究;风切变导致叶片气动性能和载荷分布的周期性波动,波动趋势近似余弦曲线,各气动参数波动的波幅随风速廓线指数和展向位置而增加。与不同展向位置处线性增加的线速度相比,风速切变引起的流动参数变化相对较小。