单丽君，刘远

(大连交通大学 机械工程学院，辽宁 大连 116028)*



3MW风力机叶片的气动特性

单丽君，刘远

(大连交通大学 机械工程学院，辽宁 大连 116028)*

建立3MW风力发电机叶片的三维内、外流场模型，运用流体仿真软件Fluent仿真分析在随机风速下，叶片周围气动流场状态.对叶片进行优化设计，通过对比分析叶片截面和叶片表面的流体流态，发现在随机风速作用下优化后的叶片的失速程度有明显的降低，表明优化后的叶片气动性能显著提高.为分析叶片优化后风力机的功率特性，采用动力学分析软件Simpack建立风力发电机的整机模型，联合TurbSim生成风文件对叶片加载，仿真分析得到风轮的功率，分析结果表明风力机功率达到设计要求.

叶片气动特性；三维流场；功率

0 引言

叶片是风力机组中最关键的部件之一，其良好的气动性能是叶片风能有效利用的保证[1]，通过气动性能分析，能比较准确地模拟风场的流动状况，为叶片优化设计提供参考数据.而叶片周围旋转流场是三维的，只对叶片做二维翼型的气动性能模拟，不能精确分析叶片的流动气动流场情况.

本文运用流体软件Fluent对叶片进行仿真，观察叶片周围流体流态，并对叶片进行优化设计，使叶片周围流场分布合理，并利用动力学分析软件Simpack建立风力机整机模型，联合TurbSim生成的风文件对叶片进行加载，结果表明利用Fluent仿真是可信的，验证了优化设计后的风轮的功率满足设计功率.

1 叶片流场仿真分析

1.1 流场计算域的划分