湍流强度对S型风力机气动性能影响的研究  被引量:7

Impact of turbulence intensity on aerodynamic performance of S-Rotor wind turbine

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作  者:祝魁[1] 李国文[1] 王虎彬[1] 张岩[1] 王建明[1] 

机构地区:[1]沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院),沈阳110136

出  处:《沈阳航空航天大学学报》2012年第4期25-28,共4页Journal of Shenyang Aerospace University

基  金:辽宁省自然科学基金(项目编号:20102177)

摘  要:上游的建筑物、风力机群等会造成其下游一定空间范围内风场的速度、方向和湍流强度等参数的变化,这些参数变化会引起下游风力机气动性能的改变。其中的湍流强度指标是重要参数之一,本文即研究来流湍流强度对S型风力机气动性能的影响。利用fluent软件采用标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法,数值模拟三种不同湍流强度对S型垂直轴风力机的性能影响。结果表明S型风力机风能利用性能随着来流湍流强度的增加而减小,在风力机处于湍流强度为10%的条件下,最大功率系数要比在低湍流强度0.2%下低50%左右。因此在实际风场中,欲增加风力机的气动性能,需要尽量减少风力机上游能够增强湍流强度的扰动物体。Changes in the wind field parameters of speed, direction and turbulence intensity can be caused by buildings or wind turbines upstream, leading to changes in aerodynamic performances of wind turbines. This paper studies the impact of the coming flow turbulence intensity on the aerodynamic performance of the S-rotor wind turbine. With computational fluid dynamics software Fluent, Savonius rotors under three dif-ferent turbulence intensities of the coming flow were simulated by using turbulence model of standard and SIMPLE algorithm. The results show that wind energy utilization efficiency of S-rotor wind turbine decrea- ses with the increase of the turbulence intensity, and maximum power coefficient of the wind turbine in the turbulence intensity of 10% is about 50 percent lower than that under the turbulence intensity of 0.2%. Therefore, the number of disturbers which increase the turbulence intensity upstream must be minimized to increase the aerodynamic performance of the wind turbine.

关 键 词:垂直轴风力机 Savonius型叶轮 湍流强度 数值模拟 

分 类 号:TK83[动力工程及工程热物理—流体机械及工程]

 

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