基于升力面和全自由涡尾迹的风力机气动模型及其参数影响

简介

基于升力面理论，将风力机叶片简化为由分布在叶片中弧面上的一系列等强度涡格，并结合全自由涡尾迹理论，建立了一种新的风力机叶轮气动模型。该气动模型增加了对翼型弯度影响的考虑，并通过全自由涡尾迹得到尾迹的准确的诱导作用。使用该模型对Mexico风洞实验中的三种工况进行了数值计算，对比了叶轮推力、扭矩，及叶片载荷分布的实验和仿真结果。比较了尾迹圈速，初始涡核大小和相对总粘性系数在不同的取值情况下的计算结果，以研究模型中参数对计算结果的影响。通过与实验数据的对比发现，该模型的初始涡核大小的选择对计算结果有比较大的影响，在涡核较大时候会带来结果的大幅偏离，而相对总粘性系数的影响效果较小。因此在使用该模型的时候，需要在选择合适的参数范围内以获取较高的计算精度。