下风向风力机塔影效应的非定常数值模拟

【摘要】：下风向型风力机是海上风能未来发展非常有应用前景的一种结构形式,而塔架和叶片的非定常相互作用是影响风力机气动力性能、结构疲劳和寿命的主要因素之一。本研究基于开源代码OpenFOAM,并采用滑移网格处理叶片的旋转对下风向型NREL Phase VI的三维叶片和塔架模型进行非定常数值模拟,详细分析了塔影效应对下风向型风力机气动性能的影响。结果表明:塔架的存在会引起叶片载荷剧烈变化。在此基础上从叶片表面压力分布,叶片的推力时历曲线、尾涡结构、极限流线等气动力数据和流场细节角度分析了塔影效应的影响,揭示了三维非定常变化的发生机理,为未来海上下风向型风力机的设计运行提供参考。