MEXICO風輪的CFD分析.pdf

1、風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到人們的重視。風力機是通過風輪旋轉將風能轉化成機械能并帶動發(fā)電機運轉的發(fā)電裝置。風力機空氣動力特性決定了風力機風能轉化為機械能的能力，并且對風力機整機的運行特性及使用壽命產(chǎn)生重要影響，因此對風力機空氣動力特性的研究至關重要。實驗測量和CFD數(shù)值模擬是研究風力機氣動性能的重要方法。為了提高CFD數(shù)值計算對風力機氣動性能的預測精度，世界多國參與了MEXICO(Model EXperiments In C

2、ontrolled cOnditions)大型風力機特性實驗研究項目。該項目獲得了豐富的葉片表面壓力和流場數(shù)據(jù)，將有助于驗證和提高理論分析和CFD計算精度。
　　本文基于ANSYS CFX軟件，采用SSTk-ω湍流模型，針對不同來流風速條件下，恒定轉速運行的MEXICO風輪的氣動性能進行了數(shù)值模擬，將結果與MEXICO實驗數(shù)據(jù)對比，證明計算的可靠性。分析了五個不同葉片徑向翼型截面附近的壓強分布，研究了風輪葉片隨著來流風速的變化而產(chǎn)

3、生流動分離的現(xiàn)象，探討了不同來流速度對葉片不同截面主要氣動特性參數(shù)及風力機氣動性能的影響，得到了風輪軸功率隨風速的變化曲線，并闡明了風輪利用翼型氣動失速特性調節(jié)功率的機理。
　　在MEXICO風輪葉片吸力面添加了7組渦流發(fā)生器進行數(shù)值模擬研究，探索渦流發(fā)生器對風輪氣動性能的影響，發(fā)現(xiàn)渦流發(fā)生器型態(tài)及布置方式能夠一定程度抑制邊界層分離，提高風輪的氣動性能;但當來流風速過大的時候，葉片進入深度失速區(qū)，渦流發(fā)生器可能降低風輪氣動性能。<