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风电机组空气动力设计及性能计算 第四章 风电机组尾流对性能的影响 尾流区的速度分布 尾流区的速度分布 尾流区的速度分布 尾流区的速度分布 尾流区的速度分布 尾流区的速度分布 尾流区的速度分布 尾流区的速度分布 尾流区的速度分布 风电机组性能受尾流的影响 风电机组性能受尾流的影响 风电机组性能受尾流的影响 风电机组性能受尾流的影响 风电机组性能受尾流的影响 风电机组性能受尾流的影响 风电机组性能受尾流的影响 风电机组性能受尾流的影响 尾流区速度剖面(AV尾流模型FFA试验结果) 尾流区速度剖面(CARDC试验结果FFA试验结果) 风能利用系数(简化尾流模型) 风能利用系数(AV尾流模型，Pasquill稳定级C， m = 2.3) 4、设计案例－设计初值 按前面的设计参数和约束条件给出一个设计初值。在设计初值的基础上开始优化，由于叶片外形的优化的变量不是很多，优化目标又只有一个，所以优化会很快就会有结果，但是结果有时不是很理想，则需要调整初值，进行再次优化。有时还需要与结构设计进行沟通，在厚度方面，首先需要满足结构设计的需要。 第三章 设计案例 5、设计案例－性能校核计算 经过几轮的反复后，基本得到一个优化后的外形。可以用性能计算软件如bladed等校核叶片的性能。了解叶片优化设计是否达到设计目标。性能计算能够得到风能利用系数曲线。如果最大风能利用系数超过0.48，而且超过0.45有很宽的范围，一般来说叶片的气动外形设计是成功的，额定风速基本上也将会比较低。 第三章 设计案例 性能校核计算除了计算风能利用系数曲线外，一般还需要假设一个发电机和传动链模型，进行风电机组功率输出计算，确定额定风速的数值。另外还能够计算风轮转速、叶片桨距角、风轮主轴扭矩、风轮推力、风能利用系数、推力系数和主轴扭矩系数等随风速的变化曲线。还可以计算风轮不同运行状况的叶片叶素的空气动力参数沿叶片展向的分布。 第三章 设计案例 5、设计案例－性能校核计算 叶片气动外形优化设计结果以叶片弦长、扭角、厚度沿叶片展长方向的分布形式给出。 第三章 设计案例 6、设计案例－设计结果 叶片弦长分布 叶片扭角分布 第三章 设计案例 叶片相对厚度分布 第三章 设计案例 桨距角0?时的风轮风能利用系数曲线 BLADED计算结果基本与我们自己的程序结果基本重合，最大风能利用系数在0.492，发生在叶尖速比9.0。在7.5~12.5很宽的叶尖速比区间，风能利用系数都超过0.45。 第三章 设计案例 6、设计案例－设计结果 功率随风速变化曲线 额定风速在11.5m/s，满足设计要求 第三章 设计案例 6、设计案例－设计结果 风轮转速和叶片桨距角随风速变化曲线 第三章 设计案例 6、设计案例－设计结果 风轮主轴扭矩随风速变化曲线 第三章 设计案例 6、设计案例－设计结果 风轮主轴推力随风速变化曲线 最大推力发生在额定风速附近 第三章 设计案例 6、设计案例－设计结果 风能利用系数随风速变化曲线 在低风速区，风能利用系数一直保持很高的运行范围 第三章 设计案例 6、设计案例－设计结果 风轮推力系数随风速变化曲线 第三章 设计案例 6、设计案例－设计结果 风轮主轴转矩系数随风速变化曲线 第三章 设计案例 6、设计案例－设计结果 7、设计案例－典型状态的空气动力参数 分析了如下6种情况下叶片空气动力参数沿叶片展向的分布情况： （A）风速V = 5m/s，风轮转速n = 9.5rpm，桨距角? = 0?； （B）风速V = 8m/s，风轮转速n = 15.1rpm，桨距角? = 0?； （C）风速V = 11m/s，风轮转速n = 15.97rpm，桨距角? = 0?； （D）风速V = 11.5m/s，风轮转速n =16rpm，桨距角? = 0.94?； （E）风速V = 14m/s，风轮转速n = 16rpm，桨距角? = 8.16?； （F）风速V = 19m/s，风轮转速n = 16rpm，桨距角? = 15.75?。 第三章 设计案例 轴向诱导因子a分布 7、设计案例－典型状态的空气动力参数 第三章 设计案例 入流角?分布 7、设计案例－典型状态的空气动力参数 第三章 设计案例 迎角?分布 7、设计案例－典型状态的空气动力参数 第三章 设计案例 升力系数Cl分布 7、设计案例－典型状态的空气动力参数 第三章 设计案例 阻力系数Cd分布 7、设计案例－典型状态的空气动力参数 第三章 设计案例 俯仰力矩系数Cm分布 7、设计案例－典型状态的空气动力参数 第三章 设计案例 转矩力分量dFt分布 7、设计案例－典型状态的空气动力参数 第三章 设计案例 风轮推力分量dFn分布 7、设计案例－典型状态的空