基于預(yù)條件技術(shù)的風力機葉片計算方法研究

王龍　李雪斌　來永斌　周毅鈞　張瑾

摘要：風力機葉片氣動性能對風電機組功率輸出具有重要意義和價值，正確的評估葉片性能有利于風力機選型設(shè)計工作。為此研究一種基于預(yù)條件技術(shù)的CFD計算方法用以風力機葉片氣動性能評估。研究內(nèi)容包括預(yù)條件處理、S-A一方程湍流模型等內(nèi)容。利用C++語言開發(fā)氣動計算程序，采用所開發(fā)的程序?qū)δ承惋L力機葉片算例進行氣動模擬，獲取流場及葉片表面壓力系數(shù)分布。計算結(jié)果與實驗吻合良好，所開發(fā)的程序可用于工程風力機葉片氣動分析，有利于風力機設(shè)計工作開展。

關(guān)鍵詞：預(yù)條件技術(shù)；計算流體力學(xué)；風力機葉片

中圖分類號：TK83

文獻標志碼：A

文章編號：1672-1098（2016）04-0047-05

風能作為可再生資源的一種，其清潔低廉的特性受到世界各國的重視和歡迎。作為能量轉(zhuǎn)化裝置一風電機組，其性能高低直接制約能源利用效率。而風力機葉片是風電機組的重要工作部件，其空氣動力學(xué)問題是應(yīng)關(guān)注的重點。而計算流體力學(xué)方法能夠真實再現(xiàn)風力機運行過程中較高精度的流場擬序結(jié)構(gòu)，可處理其遇到的復(fù)雜流動問題。隨著計算機的能力發(fā)展迅速，使得計算流體力學(xué)在風力機氣動性能分析中占據(jù)的地位和作用愈加重要和明顯。鐘偉等利用sst湍流模型中的“β最佳數(shù)值”改善NREL PhaseⅥ風力機葉片在失速狀態(tài)的數(shù)值模擬準確性。

傳統(tǒng)可壓縮計算流體力學(xué)算法用于低速流計算時會出現(xiàn)收斂變慢，計算不準確等問題，原因在于低速時控制方程系統(tǒng)矩陣特征值對應(yīng)的特征波速相差太大，導(dǎo)致所謂的“剛性”問題?！?br>