对转风力机的设计及流场数值模拟

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２２
ＦＬＵＩＤＭＡＣＨＩＮＥＲＹ
Ｖｏ１．４１，Ｎｏ．５，２０１３
文章编号：２００５— ０３２９（２０１３）０５— ００２２— ０７
对转风力机的航空发动机气动热力国防科技重点实验室，北京１００１９１）
关键词：对转风力机；总的风能利用系数；半径比；数值模拟
中图分类号：ＴＨ１２；ＴＫ８３文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５— ０３２９．２０１３．０５．００６
ＤｅｓｉｇｎａｎｄＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆａＣｏｕｎｔｅｒ・ＲｏｔａｔｉｎｇＷｉｎｄＴｕｒｂｉｎｅ
ＬＩＪｉｎ，ＹＵＡＮＷｅｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＪｅｔＰｒｏｐｕｌｓｉｏｎ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｉｔｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１１３０１９１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｉｎｇｏｎｔｈｅｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｌｏｗｗｉｎｄｅｎｅｒｇｙｕｔｉｌｉｚａｉｔｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｆｏｒｔｈｅｓｉｎ￣ｅｏｒｔｏｒｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅ，ａｎｅｗｉｍｐｏｒｖｅｄ
摘
要：基于传统单转子风力机风能利用系数低的缺点，采用改进的Ｗｉｌｓｏｎ方法设计了一个对转风力机，减小了湍流
尾流的影响，提高了风力机总的风能利用系数。研究了两转子半径比对总的风能利用系数的影响。通过三维数值模拟
对所设计的风力机进行了设计工况的流动分析。研究结果表明两个转子的最佳半径比为１．５，此时总的风能利用系数能够达到０．５２，风能利用系数比单转子的风力机提高了１５．６％，风能利用效率得到了一定的改善。