三维旋转水平轴风力机流场的PIV试验和数值模拟

• 作者: 张晨凯 王志强 胡骏 高翔
• 来源期刊: 南京航空航天大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 粒子图像测速 计算流体力学 水平轴风力机 速度矢量分布 转捩模型
• 年，卷（期）: 2018,（3）
• 页码范围: 375-382
• 页数: 8页
• 分类号: TK83
• 字数: 3854字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16356/j.1005-2615.2018.03.013

摘要

通过粒子图像测速仪(Particle image velocimetry ,PIV)测量和定常计算流体力学(Computational fluid dy-namics ,CFD)数值模拟相结合的方法,对某三维旋转水平轴风力机模型的流场展开研究.在风洞开口实验段,来流风速为8 m/s ,针对不同尖速比(λ＝4 ,8)利用 PIV技术对风力机叶片的瞬时速度场进行测试.通过定常CFD数值模拟,获得了风力机叶片在相应工况下的流场细节.在8 m/s来流风速下,当尖速比大于7 .4时,试验测得的风轮扭矩和风能利用率与数值模拟结果趋于一致.尖速比小于7 .4时,试验测得的扭矩值低于计算值,其风能利用效率也较低.通过速度矢量分布可以看出,在λ＝4时,PIV测得靠近叶根的两个截面 S1,S2在叶背有明显的流动分离,CFD结果中仅在 S1截面叶背存在流动分离,S2截面叶背存在低速区.在λ＝9 .8时,PIV和CFD结果均显示叶片绕流流场没有流动分离.尝试采用Gamma Theta转捩模型进行了数值模拟,在考虑了层流影响后,计算所得风轮扭矩更加接近试验值.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	高翔	南京航空航天大学能源与动力学院	19	79	5.0	8.0
3	胡骏	南京航空航天大学能源与动力学院	137	1030	16.0	21.0
4	王志强	南京航空航天大学能源与动力学院	41	282	11.0	15.0
7	张晨凯		3	1	1.0	1.0