基于CFD的水平轴风力机数值模拟

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ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒｆｅａｓｉｂｉ１ｉｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉ１ｉｔｖ．ＡｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅａｍｏｒｅｒｅａｌｉｓｔｉＣＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｉｎｄｓｈｅａｒｉｎｆｌｏｗＳｉｔｕａｔｉｏｎｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｔｕｄｙｓｈｏｗｓｔｈａｔｗｉｎｄｓｈｅａｒｍａｋｅｓｎｏｔｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｏｗｅｒ，ｉｎｓｏｍｅｃａｓｅｓ，ｗｉｎｄｓｈｅａｒｆａｃｔｏｒｓｃａｎｂｅｉｇｎｏｒｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅ；ＣＦＤ；ＮＲＥＬ１０：ｗｉｎｄｓｈｅａｒ
０引言
风力机是指能把风能转化为机械能的装置，如何获得更高的风能利用效率是近几十年来人们一直努力探索的问题。风机叶片是风力机的核心部位，只有对风力机叶片进行不断的实验与分析才能不断改善风机性能。对风力机叶片的实验分为物模和数模两个方面，复杂的流体实验在测量方法上有着非常大的困难，而且实验成本高、周期长。随着计算机科学的飞速发展与进步，ＣＦＤ计算流体力学数值模拟技术以其周期短、成本低、可信度高等优
表明剪切风对风力机机械功率影响不大，在某些情况下可以忽略风剪切因素。关键词：风力机；ＣＦＤ；ＮＲＥＬ１０；剪切风
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌａｘｉｓｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｂａｓｅｄ
２０１４．１
基于ＣＦＤ的水平轴风力机数值模拟
邓力，李龙，许昌，熊妍
（河海大学能源与电气学院，江苏南京，２１１１００）
摘要：本文使用ＵＧ软件对美国可再生能源实验室ＮＲＥＬ１０两叶片水平轴风力机进行三维实体建模，利用ＣＦＤ计算流体软件
ａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｓｔｕｄｉｅｄｉｎｔｈｅｃａｓｅｏｆｔｈｅｗｉｎｄｓｐｅｅｄ１３ｍ／ｓ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｄｅｓｃｒｉｂｅｄｔｈｅＣＦＤｎｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ｏｎＣＦＤ
ＤｅｎｇＬｉ，ＬｉＬｏｎｇ，ＸｕＣｈａｎｇ，ＸｉｏｎｇＹａｎ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１１００，Ｃｈｉｎａ）
Ｆｌｕｅｎｔ进行数值模拟，用五种不同工况下的数模值与实验值进行了对比，并在１３ｍ／ｓ风速情况下对叶片表面压力系数进行了分析和研究。通过比较，充分说明了ＣＦＤ数值模拟技术的可行性和可靠性。同时模拟了更接近实际的剪切风入流情况，经研究
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＵＧｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｕｓｅｄｔｏｍａｋｅｔｈｒｅｅ — ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｏｌｉｄｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙＮＲＥＬ１０ｔｗｏｈｏｒｉｚｏｎｔａｌａｘｉｓｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ．ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂｙＦｌｕｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅｏｆＣＦＤ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｔｈａｔ０ｆｅｘＤｅｒｉｍｅｎｔａｌｖａｌｕｅｓｉｎｆｉｖｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ．Ａｎｄｔｈｅｂｌａｄｅｓｕｒｆａｃｅｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｗｅｒｅ