大型风力机尾迹双向流固耦合特性分析.pdf

第 卷 第 期 33 11 可再生能源 Vol.33 No.11 年 月 2015 11 Renewable Energy Resources Nov. 2015 大型风力机尾迹双向流固耦合特性分析 1 2 2 刘海锋 ， 孙 凯 ， 胡丹梅 （1． 中国电力科学研究院， 北京 100055 ； 2．上海电力学院能源与机械工程学院， 上海 200090 ） 摘 要： 风力机尾迹区域的流场特征对风电场的优化布置具有重要意义。 文章基于流固耦合理论， 采用AN- SYS+FLUENT 方法和滑移网格技术对NREL 5 MW 风力机的尾迹特性进行了系统分析。 结果表明：在风力机近 尾迹区流固耦合情况下风力机的输出功率和轴向推力更接近 NREL 设计值； 在远尾迹区、 双向流固耦合情况 下，轴向速度更早地在风力机下游 倍风轮直径 处达到来流速度，而湍流强度也提前在 处出现拐 6 X=6D X =2D 点开始下降，在X=6D 处达到9.8% ，流场进入低湍流度区，从而得到了风力机合理布置方面的重要结论，这将对 风力机合理布置和风电场经济性的提高提供一定的参考。 关键词： 流固耦合； 风力机； 尾迹 中图分类号： 文献标志码： 文章编号： （ ） TM614 A 1671-5292 2015 11-1664-10 DOI:10.13941/ki.21-1469/tk.2015.11.012 0 引言 RANS 分析风力机气动性能， 运用风力机叶素理 随着风电技术的日渐成熟， 风力发电机的单 论对单机风场流场气动性能及尾流现象进行全面 [4] 机容量也随着增大，必然导致风力机的大型化。风 的研究 。 Alexandros Makridis 数值模拟复杂地形 经过旋转的风力机后发生动量损失、 风速减小和 上两并列机组流场分布并比较 RSM 模型与 SST [5] 湍流度增强。在风电场中，一些风力机处于上游风 模型的计算结果 。 田琳琳和李少华采用FLUENT 力机的尾迹当中，风经过上游风力机之后，风速的 软件对置于有限面积的风电场内的多台风力机尾 减小与湍流度的增强必然对下游风力机的功率输 流相互干扰情况进行数值模拟， 分析了单机与多