陈安新，孙 锐，王 凯，许 昌

（1.山东电力工程咨询院有限公司，山东 济南 250013；2.河海大学 能源与电气学院，江苏 南京 211100）

0 引言

随着计算机技术的发展，CFD方法在风电场空气动力场的计算中得到了广泛应用。在动量方程中添加源项，利用致动类方法模拟风力机叶片对气流的阻碍作用时，不需要建立实体网格，降低了网格划分难度并提高了计算速度。致动线模型将体积力分布于叶片轴线上，由于考虑了体积力沿叶片展向和旋转方位角的变化，从而更容易捕捉到风力机非定常流动时的尾流特性，尤其是叶尖涡和叶根涡的发展变化[1]。文献[2]～[4]采用AL/NS-LES耦合模型对MEXICO实验风力机进行了数值模拟研究，该模型能够较好地预测MEXICO风力机尾流的扩散、涡核半径、环量以及轴向和切向速度分布。朱翀[5]以NH1500叶片为研究对象，采用k-ωSST湍流模型，从叶片载荷分布和功率系数两个方面比较了致动线方法、叶素动量理论、直接模拟以及风洞试验，验证了致动线方法用于风力机气动数值模拟的可行性。Qian Yaoru[6]采用ALM-LES方法证明了致动线模型在风力机尾流模拟中能够提供准确的载荷预测和高精度的湍流流动。Sarlak H[7]研究了在致动线模型中叶素长度、体积力分布尺度、雷诺数以及亚格子尺度模型对于流动结构和风力机载荷的影响，相比于叶素长度和体积力分布尺度，亚格子尺度模型对于尾流和功率预测的影响较小。卞凤娇[8]在OpenFOAM平台上对比了PISO求解的致动线模型和多重参考稳态求解的CFD实体模型，进而采用致动线模型数值研究了NREL 5 MW风力机在均匀来流中的尾流场特性，包括涡结构、尾流速度亏损、拟涡能等，验证了致动线模型的准确性。……