复杂大气入流下海上风机力学特性研究

徐顺; 赵伟文; 万德成

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复杂大气入流下海上风机力学特性研究

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随着风能技术的不断进步,风机叶片逐渐向大型化发展,这使得真实复杂大气入流对风机运行性能的影响愈发显著.为研究真实复杂大气入流下海上风机的力学特性响应,利用基于大涡模拟的域前模拟方法生成复杂大气入流,并结合致动线模型模拟风机叶片,对中性复杂大气入流下海上固定式风机进行数值模拟,重点分析风机的气动性能及转子和叶片根部的力学特性,并与均匀入流计算工况进行对比.计算结果表明,中性复杂大气入流中的大尺度低速气流团使得风机气动功率输出值在较长一段时间处于较低水平,此外,中性复杂大气入流的高湍流强度特征使得风机气动功率的变化幅值和标准差较均匀入流工况大幅增加;风机轴向推力的标准差值增加到均匀入流的53倍,中性复杂大气入流的来流流场扰动引起偏航力矩的最大值、均方根和标准差分别增加到均匀入流的10、4.4和4.3倍;速度垂向分布的不均匀性以及轮毂高度附近的大尺度低速羽流结构导致摆振剪力和弯矩的标准差响应值分别为均匀入流的2倍和4.6倍.

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来源
《力学学报》 |2022年第4期|872-880|共10页
作者
徐顺; 赵伟文; 万德成;
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作者单位

上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院(CMHL);

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类风能的利用;
关键词
海上风机; 复杂大气入流; 域前模拟; 致动线模型; 力学特性;

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