戚中浩 赵 萍 李 杰 袁 斌

（东方汽轮机有限公司，四川 德阳， 618000）

0 引言

随着单机容量的增大，风力机各种零部件的设计难度不断提高，由公司设计的2MW级风力机在实际运行过程中出现机舱温度过高，风速测量仪测风误差较大，温度传感器频繁出现故障警报。对于上述问题，业内人士做了相应的分析和探讨，如文献［1］对风力机机舱在高温和低温两种情况下进行了数值分析，研究了机舱外的风速、风温对机舱内部温度的影响。文献［2］对空气流过风力机机舱内发电机的热分析。文献［3］对风轮和机舱间相互影响做了气动分析。本文采用CFD方法探讨了机舱空气进、出口位置对风速测量仪、温度传感器正常工作的影响。

1 机舱的物理模型和数值方法

1.1 几何模型

机舱外形长宽高的最大值为13.9m×3.8m×4.4m，机舱顶部布置两个气口：0.88m×0.36m(用于机舱排气)和0.62m×0.36m （用于发电机冷却排气），尾部两个相同大小的水平进气口，尺寸1.11m×0.48m，坐标原点位于轮毂中心 （见图1）。在数值模拟时对真实模型进行了适当的简化，当进行外流场分析时，忽略了叶片和塔架以及机舱内部部件。

图1 机舱模型

1.2 数值方法

假定风轮没有旋转，不考虑叶片产生的尾流影响，只考虑机舱排气的影响，空气视为不可压缩流体，物性参数为定值，忽略粘性耗散。

采用商业软件NUMECA的网格生成器分析对象生成全六面体非结构化网格。外流场分析：计算域尺度是60m×60m×60m，机舱位于计算域的正中心，网格单元体约89万个，第一层网格单元高度是20mm。

使用NUMECA软件包自带求解器，求解时间相关时均雷诺方程，二阶精度中心差分法离散，虚拟时间步推进采用四阶Runge-Kutta方法。……