風(fēng)力機(jī)翼型不確定性CFD模擬方法研究.pdf

1、風(fēng)力機(jī)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主要設(shè)備，風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)水平直接影響到風(fēng)力發(fā)電組的發(fā)電效率及電能質(zhì)量，研究風(fēng)力機(jī)葉片的空氣動(dòng)力學(xué)特性是進(jìn)行風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。傳統(tǒng)的風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)基于已知確定參數(shù)的CFD模擬及實(shí)驗(yàn)方法，而在實(shí)際環(huán)境中，風(fēng)力機(jī)運(yùn)行受到多種不確定性因素的影響，單純的確定性CFD數(shù)值分析方法早已不能滿足更高的設(shè)計(jì)要求，發(fā)展基于不確定性分析方法的數(shù)值模擬方法及魯棒優(yōu)化設(shè)計(jì)方法是提高風(fēng)力機(jī)運(yùn)行的可靠性，降低其對(duì)外界因素的敏感性的有效途徑。

2、
　　本文主要研究基于不確定性分析方法的CFD方法及其在風(fēng)力機(jī)不確定性氣動(dòng)模擬中的應(yīng)用，首先，比較了幾種常用的不確定性分析方法，包括蒙特拉羅方法、拉丁超立方采樣法、非嵌入式多項(xiàng)式混沌法等。通過(guò)分析各方法的優(yōu)劣，提出了一種基于最大最小準(zhǔn)則和正交性準(zhǔn)則的優(yōu)化拉丁超立方分析方法。其次，利用隨機(jī)的Burgers方程在單一不確定因素下對(duì)各方法進(jìn)行計(jì)算，驗(yàn)證了各方法的效率和精度;利用隨機(jī)方腔頂蓋驅(qū)動(dòng)流驗(yàn)證了多個(gè)不確定因素下各方法的效率和精度。

3、然后，將經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的不確定分析方法引入風(fēng)力機(jī)翼型的不確定性氣動(dòng)分析中，研究了無(wú)粘條件及來(lái)流攻角不確定條件下NACA0012翼型的氣動(dòng)特性，以及有粘條件下來(lái)流速度及攻角分別為不確定條件下S809翼型的氣動(dòng)特性，研究表明在給定的攻角不確定性條件下，翼型的前緣存在著壓力系數(shù)的方差極大值，即存在不確定性波動(dòng);對(duì)于給定的速度不確定條件下，翼型前緣、吸力面及壓力面中部、以及尾緣處均存在壓力系數(shù)的方差極大值。
　　最后總結(jié)了前面的研究工作，并對(duì)基