双层反转垂直轴风力机的流场特性数值模拟

• 作者: 喻伯平 徐文浩 王福新 邱展
• 来源期刊: 浙江大学学报（工学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 垂直轴风力机 叶尖速比 双层风轮 反转 动态失速 相位差
• 年，卷（期）: 2019,（11）
• 所属期刊栏目: 能源工程
• 页码范围: 2223-2230
• 页数: 8页
• 分类号: TK83
• 字数: 3530字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2019.11.021

摘要

针对由垂直轴风力机运行过程中的动态失速问题所导致的功率系数较低的问题,提出双层反转构型的垂直轴风力机.通过在传统垂直轴风力机内侧设置反转向辅助叶片的方式,改善垂直轴风力机流场,从而提高其功率系数.将该风力机与传统垂直轴风力机进行计算流体动力学数值模拟对比分析,研究不同叶尖速比情况下两者流场特性的差异以及双层风力机内外层风轮起始运转相位差的影响.通过计算得到的内层辅助叶片的时均扭矩系数为正,不需要额外功率输入.外层叶片的扭矩系数结果表明,采用这种构型会降低叶片上游区域扭矩系数的峰值,同时大幅提高下游区域扭矩系数,从而实现时均发电效率的提高.对流场中涡系结构进行分析,结果表明,功率系数提升的原因是内层辅助叶片的反向旋转抑制了主叶片的动态失速.特别是当叶尖速比为1.85时,在初始相位差为90°的对比算例中,与传统垂直轴风力机相比,新构型下的叶片时均扭矩系数提高了43.92％.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王福新	上海交通大学航空航天学院	36	48	4.0	5.0
2	徐文浩	上海交通大学航空航天学院	1	0	0.0	0.0
3	邱展	上海交通大学航空航天学院	2	0	0.0	0.0
4	喻伯平	上海交通大学航空航天学院	3	1	1.0	1.0