风力机长期运行状态下易出现翼型表面粗糙度增大的情况,对其气动性能产生一定影响。为了探究粗糙壁面对翼型气动特性的影响,基于壁面函数分布律修正实现粗糙壁面条件计算,通过CFD数值计算方法,针对壁面光滑条件及粗糙条件进行翼型气动特性计算。结果表明,与壁面光滑条件相比,粗糙条件下翼型升力系数降低,失速攻角提前,阻力系数增大,升阻比大幅下降,最优攻角提前,翼型气动性能整体下降。

浮式风电机组作为一种大型海洋结构物和刚柔旋转体,其运行受到海风-波浪-洋流的组合扰动,服役环境恶劣,多体多场耦合动力学行为极其复杂,严重阻碍浮式风电技术的发展。针对该问题,本文进行了浮体平台运动下浮式风电机组模型的气动特性试验研究。通过六自由度平台控制机组模型不同的纵摇运动模式,进行定常风速下的风洞试验,获得了不同纵摇振幅下的气动性能变化规律。在静态倾斜测试中,功率系数随着纵摇角度的增大而减小,俯仰力矩系数和偏航力矩系数随着纵摇角度的增大而增大。动态测试的结果表明,纵摇状态下的力矩系数存在迟滞效应,且随着振幅的增大,迟滞效应明显增强,其中偏航力矩系数波动为逆时针方向,俯仰力矩波动为顺时针方向。本文揭示了平台纵摇运动对浮式风电机组气动特性的影响规律,对于厘清风-浪-流组合扰动下的气动-...

为了定性地评价叶片支架对直线翼垂直轴风力机气动性能影响,并得出更准确的计算结果,通过雷诺时均湍流模型(SST k-ω)对垂直轴风力机进行(computational fluid dynamics,CFD)仿真,研究叶片支架对风力机周围流场分布的影响规律,分析风力机在不同方位角下的功率输出性能。研究结果表明支架使垂直轴风力机的气动性能下降,最大功率系数下降47.5%,主要原因是于大攻角下复杂流动分离现象受叶片支架的影响较大,支架的回转扰动使风轮内部气流的湍流强度增大;在叶片支架安装界面位置,支架使得叶片前缘压力差下降,尾缘的压力差升高;而在风力机叶片中间截面位置,无支架模型与有支架模型压差区别较小且变化趋势相同;随风力机下流域尾流延长,低风速区的面积逐渐扩散,其值先减小后增大;风速在下流域的2倍风轮直径位置处达到最小值,有支架模型比无支架模型产...