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叶片扰流器对风力机性能影响的数值研究被引量：7: 2012年; 风力发电机组不断向大型化发展,风力机叶片的长度越来越长,为满足其结构要求,需要在叶片内侧采用厚翼型,而厚翼型在大攻角下容易导致流动分离,影响功率输出。本文通过对某一风力机叶片进行数值模拟,分析其近叶根处的流场,发现存在较大的流动分离现象。针对两种工况,在叶片内侧最大弦长位置增加环形扰流器后进行数值模拟,与原始叶片进行比较。结果表明:扰流器可以有效减小叶片内侧的流动分离区域,风速为11 m/s和15 m/s时功率都得到一定程度的提高,扰流器附近截面上的压力分布也有所改善。; 宋娟娟徐宇陈洪胜徐建中; 关键词：扰流器风电叶片数值模拟

风力机叶片FRP铺层结构强度与失效预测被引量：7: 2012年; 本文通过对一40 m商业风力机叶片进行三维建模和详细的结构铺层,在叶根挥舞极限载荷条件下研究了叶片铺层结构强度。模型重量及模态频率与试验值吻合很好;主梁帽承受较大的载荷;在主梁帽内段及叶根过渡区域纤维失效因子较大,吸力面与压力面纤维失效因子大小与受力规律不一致;主梁帽在叶根过渡处纤维(层)间失效因子较大,主梁帽靠近叶根段表现为C型失效模式,中段表现为B型失效模式,其余大部分位置表现为A型失效模式。; 秦志文徐宇杨科徐建中; 关键词：复合材料铺层有限元

气动、结构、载荷相协调的大型风电叶片自主研发进展被引量：4: 2013年; 从叶片设计的3个关键环节(气动设计、结构设计和载荷评估)出发,对叶片自主研发进展进行了总结分析.在气动设计方面,概述了计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法、涡方法和叶素动量(blade element momentum,BEM)方法,并依据工程中广泛应用的BEM方法,指出了低风速区风电叶片的解决思路;在结构设计方面,简要概述了基于梁模型的传统设计分析方法,分析了其在大型复合材料叶片薄壳结构上的不足,并对有限元方法(finite element method,FEM)在叶片结构分析中的应用进展进行了介绍;在载荷评估方面,介绍了其对叶片和整机其它部件的影响,阐述了载荷预估方面的工作进展.然后,通过分析3个关键环节之间的相互关系,得到如下结论:建立气动、结构和载荷相协调的叶片优化设计体系,才能真正满足高效低成本的需要.最后,指明了需要进一步研究的主要方向,即高效低载翼型研究,结构非线性有限元分析,气动-结构耦合研究,设计标准制定.最终目标是建立适合中国风资源特点的叶片研发体系,推动我国风电产业发展.; 徐宇廖猜猜荣晓敏王强; 关键词：风电叶片气动设计

基于正交设计的风力机翼型尾缘襟翼参数分析被引量：3: 2012年; 引入试验中正交设计的思想,通过数值模拟研究了风力机翼型尾缘襟翼不同参数的影响。采用带有转捩模型的SST k-ω湍流模型模拟了基于S809的尾缘襟翼的尺寸、偏斜角度和形状的影响。结果表明:尾缘襟翼尺寸、偏斜角度对于翼型相关气动参数影响较大,在考查参数范围内折中采用10%弦长、偏斜10°的尾缘襟翼综合性能较好;尾缘襟翼形状函数影响相对较小,采用变化较平缓的尾缘襟翼有利于保持流动稳定性。; 李传峰徐宇宋娟娟赵晓路徐建中; 关键词：风力机翼型正交设计

基于风力机叶片铺层的频率优化设计被引量：15: 2011年; 从叶片的铺层角度出发,编程建立了一种风力机叶片的约束优化设计模型。采用风力机叶片主梁帽的铺层厚度及位置为优化设计变量,在保证气动外形不变,满足各种约束的情况下,以获得最大一阶挥舞频率为设计目标,使用改进粒子群算法进行搜索约束优化解。结果表明:合理地设计主梁帽的铺层厚度和位置能得到更好的结果,验证了模型的有效性。优化结果对工程设计具有一定的参考价值。; 廖猜猜赵晓路王建礼石可重徐建中; 关键词：改进粒子群算法

凹槽对风力机叶片尾缘襟翼性能的影响被引量：9: 2011年; 本文采用单方程S-A湍流模型计算了尾缘襟翼与主体翼型连接处的凹槽对二维翼型气动特性及流场的影响。选用带有30%弦长固定偏斜20°角度尾缘襟翼的NACA0015翼型作为研究对象,分析了流场的相关特性。数值计算结果表明:凹槽对于带有尾缘襟翼的二维翼型气动特性有一定影响,在负攻角及较小正攻角时,减小翼型升力系数;随着攻角增大,出现驻涡或周期性脱落涡,在计算及实际应用中不能忽略该部分细小几何结构的影响;攻角继续增大,分离区覆盖连接处后,凹槽对流场基本没有影响。; 李传峰徐宇徐建中

湍流模型对风力机叶片气动性能预估的影响被引量：29: 2009年; 本文采用计算流体力学软件Fluent,选取单方程Spalart-Allmaras模型、两方程低雷诺数к-ε模型和SSTк-ω模型等不同湍流模型,对NREL PhaseⅥ风洞测试风力机的无偏航工况进行CFD模拟。通过将数值计算结果与相应的实验数据进行比较,发现在叶片表面为附着流时三种湍流模型数值模拟的结果都与实验数据吻合得很好,而在失速情况下两方程湍流模型的表现要优于单方程模型,其中以SSTк-ω模型对截面压力分布、转矩等的预测更加准确。; 刘磊徐建中; 关键词：湍流模型风力机 CFD

风力机黏性无黏耦合气动模型研究被引量：3: 2013年; 三维面元法利用面网格实现三维势流流场的求解,不但可以准确地计算压力系数分布等叶片三维流场信息,又不需要耗费过多的计算时间,为分析风力机三维流场提供了有效的途径。边界层模型可以有效地计算近壁黏性区,从而补充面元法的不足。基于三维面元法和二维边界层模型建立黏性无黏耦合模型,并以Joukowsky翼型为案例验证面元法模型准确性。利用黏性无黏耦合模型对NREL Phase Ⅵ风力机叶片的三维流场进行了具体的分析。计算结果表明黏性无黏耦合模型具有效率高计算准确等特点,适合于风电叶片气弹耦合问题的研究。; 王强徐宇王胜军徐建中; 关键词：水平轴风力机

风力机翼型气动计算的降阶模型研究被引量：2: 2011年; 将基于POD的降阶模型应用于风力机翼型的气动研究。首先应用CFD数值模拟得到一系列快照结果;应用基于本征正交分解(POD)的方法得到流场的一组基模态,认为对于所研究的问题,任一流场可以由这些基模态通过线性表达得到;对控制方程进行Galerkin投影,得到降阶模型,将离散求解N-S方程的问题转化为一组只有十几个自由度的常微分方程,从而减少计算时间,提高计算效率。并对二维翼型的绕流的定常和非定常问题进行了分析,计算结果表明,降阶模型可以较好地捕捉流动的特征,与直接CFD模拟相比计算精度相当,但大幅有效地提高了计算效率。; 汪仲夏刘磊徐宇徐建中; 关键词：降阶模型 CFD 本征正交分解

一种改进的诱导因子计算方法被引量：5: 2009年; 本文利用开发的程序,对BEM计算模型中诱导因子的计算方法进行研究。比较分析了已有几种计算方法的优劣,在此基础上提出一种改进的计算方法,并以美国可再生能源实验室(NREL)直径为10m水平轴风力机叶片气动试验数据为依据,验证了本文算法的准确性和优越性。; 王建礼徐建中; 关键词：风力机叶片气动性能

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