张宏洋，盛会霞，张　玲

(1.国电科技环保集团股份有限公司 采购与物资管理部，北京100039；2.郑州燃气发电有限公司，郑州 450010；3.东北电力大学 能源与动力工程学院，吉林 吉林 132012)



风剪切对水平轴风力机气动性能影响的研究

张宏洋1，盛会霞2，张玲3

(1.国电科技环保集团股份有限公司 采购与物资管理部，北京100039；2.郑州燃气发电有限公司，郑州 450010；3.东北电力大学 能源与动力工程学院，吉林 吉林 132012)

摘要：采用SSTk-ω模型，分别对均匀风和剪切风下1.2 MW水平轴风力机在11.26m/s来流风速下的绕流流场进行三维数值模拟。根据模拟结果分析均匀来流和动态风剪切来流对风力机输出功率的影响以及风剪切对风力机三维流场的气动性能影响。研究结果表明：均匀风下，风力机功率计算值与设计值吻合较好；风力机受到风剪切的影响时，能导致叶片表面的载荷和性能发生变化。

关键词：风力发电机；风轮；风剪切；气动性能；数值模拟

近年来，随着风能理论以及风电技术的日益成熟，各个国家开始引入大型风力机进行发电[1]。但风力机进入工作状态时面临的环境非常复杂，风的湍流特性、偏航入流、塔影效应、风剪切、地球引力以及尾流等都会对风力机的性能产生影响[2-3]。自从Lanchester和Betz计算出风力机可利用风能的最大利用率为59%，又经过多年对风力机不断的研究[4-5]，一直到1935年才有实质性突破，进而由Glauert建立了叶素动量理论(Blade Element Momentum Theory，BEM)[6]，成为风力机设计程序遵循的理论基础。到目前为止，人们对于风力机最基本的气动性能还没有研究透彻，急需对理论进行进一步探索和完善[7-9]。……