两种模型叶片40 m展向位置翼型周围气压分布,与MEXICO实验60%半径位置测试压力数据呈现相同的变化规律,翼型升力侧压力小于压力侧压力;翼型压力侧表面压力从前缘到尾缘呈现先减小后增大的变化趋势,最大压力位于前缘点靠下位置,最小压力位于升力侧30%弦长处。
两种模型叶片40 m展向位置翼型周围空气流速分布规律相同,翼型升力侧流速大于压力侧流速;翼型压力侧附近流速从前缘到尾缘先增大后减小,最小流速位于前缘点靠下位置,最大流速位于升力侧约25%弦长处。
两种模型叶片40 m展向位置翼型周围气压及流速计算结果的整体误差在3%以内。
风轮旋转模拟模型与均匀来流初始模型的风电机组叶片结构位移计算结果对比如图9所示。两种模型叶片的结构位移从叶根到叶尖逐渐增大,在叶尖达到最大值。旋转模拟模型叶片的最大结构位移计算结果为5.98 m,均匀来流初始模型叶片的最大结构位移计算结果为5.74 m,误差小于3%。
结论
以风切变形式模拟风轮旋转与来流风速综合效应,对风电机组叶片各展向位置翼型的扭角进行修正,提出一种用于风电机组叶片流固祸合数值模拟的风轮旋转模拟模型。在轮毂中心处风速为额定风速条件下,应用风轮旋转模拟模型对风电机组叶片进行三维流固耦合数值计算,并与均匀来流初始模型计算结果及文献实验结果进行了对比分析。风轮旋转模拟模型叶片40 m展向位置翼型周围气压的仿真计算结果与MEXICO实验测试结果的分布规律相同。两种模型叶片的表面压力、翼型周围气压及流速计算结果的分布规律相同,风轮旋转模拟模型得到的叶片面压力小于均匀来流初始模型的计算结果,整体误差小于5%;叶片40 m展向位置翼型周围气压及流速计算结果,以及叶片最大结构位移计算结果的误差均小于3%。