基于大涡模拟入口方法中的AR线性过滤法,以Kaimal谱为目标谱,采用指数率风速廓线分布规律,以此编写AR法程序,生成计算域入口不同位置处的随机数据序列。为生成符合B类风场规范的湍流场,在0~150 m和150~500 m的高度段,把AR法生成的数据序列扩大不同的倍数,与平均风速剖面叠加,添加到计算域入口,生成湍流风场,对比不同随机数放大倍数下的平均风速剖面和湍流度剖面的变化规律,当0~150 m高度区间的数据序列扩大1.3倍,150~500 m高度区间的数据序列扩大2.3倍时,生成的湍流场基本可以满足B类风场规范要求。

真实环境运行的风力机常受到强湍流相干结构对其的影响,而湍流相干结构的发生具有空间位置的不确定性和随机性,叶片作为捕获风能的主要部件其载荷直接关系到风力机运行的安全性,因此该文对湍流相干结构位置的改变对叶根载荷的影响展开研究。结果表明,湍流相干结构位置的改变对摆振力矩影响较小,位置的下降会使得挥舞力矩趋于稳定且波动集中;叶根挥舞方向的载荷约为摆振方向3.5倍;叶根载荷波动具有低频高能的特点,当湍流相干结构中心位于轮毂中心时叶根载荷最大。