李少华, 岳巍澎, 王东华, 岳 征

(1.东北电力大学能源与动力工程学院,吉林 132012;2.张家口出入境检验检疫局,张家口 075000)

风力发电机是将风能转换为电能的机械装置,叶片以及风轮的气动性能直接决定了风力发电机组的效率.由葛劳渥旋涡理论可知:空气流过旋转叶片时会形成中心涡、附着涡和螺旋后缘尾涡[1].由于涡系对风轮气动性能有较大干扰,因此风轮中叶片所处的流场特性分布与单叶片有明显区别,旋转叶片涡的脱落对旋转下游叶片造成很大影响,导致风轮下风向流场周围环境发生变化.

目前,国内外有关大型风力发电机风轮流场的研究有试验和数值模拟两种方法:试验方面,有关研究者[2-4]多采用PIV粒子图像等技术测量风力发电机叶尖及尾流区的流场工况,但试验成本较高,对环境要求严格,且试验研究本身针对性强、局限性大、不适合观察和分析旋转风轮的整体流场特性;数值模拟方面,郭婷婷等[5]和吴殿文[6]分析了千瓦级风力发电机二维翼型失速特性,并获得了旋涡产生、发展和脱落规律;包飞[7]采用SST k-ω模拟单叶片周围流场,对叶片截面所在平面的流场域进行了分析,并系统研究了压力面与吸力面的压差以及升力系数;SØRENSEN 等[8]和SEZER-UZOL等[9]对千瓦级风力发电机风轮进行了模拟,并重点描述了风轮旋转平面的流动特性.

到目前为止,国内外系统分析兆瓦级风力发电机旋转风轮流场特性以及介绍旋转叶片间相互影响方面的文……