江苏省创新学者攀登项目(BK2008044)
- 作品数：9 被引量：91H指数：6
- 相关作者：钟伟王同光赵宁田琳琳王强更多>>
- 相关机构：南京航空航天大学更多>>
- 发文基金：江苏省创新学者攀登项目国家重点基础研究发展计划江苏省普通高校研究生科研创新计划项目更多>>
- 相关领域：电气工程理学航空宇航科学技术动力工程及工程热物理更多>>
- 风力机远尾流的计算研究被引量：17
- 2011年
- 基于工程上广泛使用的Park模型构造了一种新的远场尾流计算模型,同时又提出了一种CFD与制动盘理论相结合的方法对单个风力机远尾迹区的流动状况进行了数值模拟。新的尾流计算模型是由一维Park模型进行三角函数修正得到的,CFD方法是结合制动盘理论使用FLUENT提供的Fan边界数值求解整个尾流流场。给出了单台风力机尾流中风轮中心的轴向速度分布以及风力机下游不同位置处的径向速度分布,并与风洞实验结果以及Park模型的计算结果进行分析对比,表明本文的两种计算方法都能够较好地捕捉尾流的流场特性。由于新的远场尾流计算模型较之原Park模型能够更准确地反映径向尾流分布,且计算量非常小,因此可作为工程开发的有效工具。制动盘理论结合CFD的方法也能够在计算量相对较小的情况下,准确的反映远尾流的流场信息,这两种方法都可为风场微观选址和风力机排布提供参考依据。
- 田琳琳赵宁钟伟胡偶
- 关键词：制动盘数值模拟
- 转捩对风力机翼型和叶片失速特性影响的数值模拟被引量：16
- 2011年
- 采用基于k-ωSST湍流模型的Gamma-Theta转捩模型对S809翼型和NREL Phase VI叶片进行了考虑转捩的气动力数值模拟,研究了转捩对其气动特性特别是失速特性的影响。首先对S809翼型在迎角0°～30°范围内开展了数值模拟,比较了转捩模拟和全湍流模拟获得的翼型升力系数和流场特征,发现前缘层流分离泡的存在显著影响了翼型的失速特性;然后对NREL Phase VI叶片开展了类似的数值模拟,结果显示转捩对叶片失速特性和翼型失速特性产生影响的作用方式是相似的。经过对以上数值模拟结果加以分析认为,转捩对翼型和叶片失速特性的影响主要通过前缘层流分离泡的作用体现出来,前缘层流分离泡的存在使翼型和叶片更早地进入深失速。
- 钟伟王同光
- 关键词：翼型叶片转捩失速数值模拟
- 基于涡尾迹方法的风力机载荷与响应计算被引量：6
- 2011年
- 采用涡尾迹方法计算准定常气动性能,结合Leishman-Beddoes动态失速模型计算叶片的非定常气动力。应用有限元分析软件,分析风力机在不同转速下的风轮模态,塔架的前后、左右振动模态。基于非定常气动力和结构振动模态,针对风力机风轮,建立其结构运动方程。求解出的叶片振动速度加入到非定常气动力的计算中,从而建立了考虑叶片振动的风力机载荷、响应计算模型。分析了Phase VI叶片和某1.5MW风力机各个叶片截面的气动力、振动位移和振动速度随时间的响应曲线,表明该方法能够较好地计算出风力机的气动性能、载荷和响应。
- 唐迪陆志良王同光吴永健
- 关键词：风力机动态失速模态
- 考虑转捩的风力机翼型动态失速数值模拟被引量：7
- 2012年
- 以风力机专用翼型的动态失速为对象,采用一种基于流场当地变量的Gamma-Theta转捩模型配合SSTk-ω湍流模型进行数值模拟,研究转捩对动态失速性能的影响和动态失速下的转捩规律。结果表明,使用考虑转捩效应,能够使动态失速过程中上仰段大迎角状态下失速和下俯段气流再附的模拟得到改善。在动态失速上仰段,上表面转捩由后缘分离泡向前缘分离泡的转变过程较快,导致转捩点迅速前移;而在下俯段,前缘分离泡向后缘分离泡的转变过程中经过了自然转捩和再层流化的过渡,因此转捩点的移动较上仰段平滑。
- 王强赵宁王同光钟伟王珑
- 关键词：风力机翼型动态失速转捩模型
- 转捩对S809翼型气动特性影响的数值模拟被引量：8
- 2011年
- 以S809翼型为例分析了转捩对水平轴风力机翼型气动特性的影响。首先采用多种湍流模型对S809翼型开展了全湍流数值模拟,观察了忽略转捩条件下的翼型升阻力特性,然后开展了考虑转捩的数值模拟,分析了转捩对翼型升阻力特性和尾缘分离的影响。结果表明,在附着流动状态下,数值模拟中忽略转捩会导致翼型升力系数被低估约10%,阻力系数则被成倍高估;转捩对翼型尾缘分离也有一定影响,转捩点越靠近前缘,尾缘附近附面层速度型的饱满程度降低,抵抗逆压梯度的能力减弱,尾缘分离越容易发生。
- 钟伟王同光王强
- 关键词：风力机转捩CFD数值模拟
- 风力机叶片分布力函数加载方式有限元分析被引量：5
- 2013年
- 在复合材料风力机叶片有限元模型的基础上,给出一种新型的分布力函数加载方法,沿叶片展向将各截面的挥舞集中力和摆振集中力转化为叶片展长不同位置的分布力函数,同时考虑翼型的压力分布特性将弦向的单点集中力转化为分布力函数,从而将叶片展向分布力和弦向分布力加载于叶片有限元模型的外壳轮廓面上。通过有限元分析分布力函数加载方式下的叶片挠度、静强度和稳定性,与叶片各截面的集中力载荷通过多点约束的加载方式作用于叶片节点上的结构特性相比较,结果表明,采用分布力函数表达式加载能真实模拟叶片的受力特性,为叶片结构设计和结构校核提供了一种新的加载方法。
- 李慧王同光
- 关键词：风力机叶片有限元分析
- 风力机尾流相互干扰的数值模拟被引量：22
- 2012年
- 结合制动盘理论与CFD方法,采用FLUENT软件对置于有限面积的风电场内的9台风力机尾流相互干扰情况进行数值模拟。风电场内风力机机组呈梅花型排布,考虑入流角分别为0°、15°和30°代表风力机的偏航现象,利用FLUENT提供的FAN边界将风力机风轮简化为无厚度的产生压力跃降的制动盘,采用N-S方程求解整个风电场的流场分布。该文给出流场的速度分布、涡量分布及风力机机组周围的风能密度与湍流强度分布,反映了上游风力机机组的尾流会对下游机组的流场产生干扰的现象。通过对风电场和风力机的成功模拟表明,制动盘理论结合CFD的方法适用于风电场和风力机的流场模拟,可为风电场微观选址和风力机排布提供参考,且计算量远小于完全数值模拟方法。
- 田琳琳赵宁钟伟
- 关键词：风力机制动盘CFD数值模拟
- 基于小生境遗传算法的风力机叶片优化设计被引量：4
- 2012年
- 研究了经典遗传算法在风力机叶片优化设计中的局部收敛和"进化停滞"问题,提出基于共享机制的自适应小生境技术的改进方法。应用此算法,系统研究了不同光顺过程、设计目标和叶尖速比条件对1.5MW变桨恒频大型风力机叶片优化设计的影响。结果表明,采用先光顺后寻优的设计方法,能有效减小叶片质量和增大年发电量;以年发电量最大为目标设计的叶片虽然能少量提高年发电量,但是以提高风轮的整体实度为代价;在给定风场条件,年发电量随叶尖速比增大是一个先增后减的过程,由此可确定最佳叶尖速比。
- 王珑王同光钟伟
- 关键词：风力机遗传算法小生境技术
- 考虑气动弹性的风力机叶片性能分析被引量：13
- 2011年
- 考虑气动弹性对风力机叶片的影响,采用叶素-动量理论计算气动力,采用盒形梁理论计算结构变形,耦合静气动弹性平衡方程,建立了风力机叶片静气动弹性分析程序。本文运用该程序进行了多种风速下叶片载荷及风轮性能的计算,分析了气动弹性对原设计的影响。结果表明,对于兆瓦级风力机,在大风速情况下,气动弹性对风轮性能有着明显影响,并会造成气动载荷的重新分布,影响结构设计的准确性。该方法可用于对叶片气动设计与载荷计算方法进行气动弹性修正。
- 陈佳慧王同光
- 关键词：静气动弹性
