中性大气边界层中风力机的湍流演化及叶根载荷分析

IMECH-IR > 微重力重点实验室

	中性大气边界层中风力机的湍流演化及叶根载荷分析
	李德顺 ; 郭涛 ; 李伟 ; 胡进森 ; 李银然 ; 李仁年 ; 李晔 ; 胡文瑞
发表期刊	科学通报
	2019-05-20
卷号	64 期号:17 页码:1832-1843
摘要	针对一台外场试验风电机组,采用大涡模拟(large eddy simulation, LES)耦合致动线模型的方法,构建了中性大气边界层和风力机风轮的气动耦合求解模型,模拟风力机在中性大气边界层中的流场.通过连续小波分析、频谱分析和相关性分析,研究了中性大气边界层中风力机前、后的湍流演化过程及其与叶根载荷的相关性.研究发现,自然来流从风轮前1D(D为风轮直径)处运动到后1D处时,大气中的湍流强度逐渐增大;在风轮平面处出现了较强的小尺度湍流结构,这些小尺度的湍流结构在向下游运动过程中不断耗散,并在风轮后1D处能量基本耗散殆尽;叶尖位置处的高频湍流出现频率约为1.82 Hz,此频率正好与叶片通过频率相对应.风力机的叶根挥舞载荷对大气中的湍流结构响应明显,低频湍流结构对叶根挥舞载荷的低频段影响显著,高频湍流结构对叶根挥舞载荷的高频段影响明显;叶尖高频湍流结构相对于叶根高频湍流结构,频率更高,能量更大,其对叶根挥舞载荷高频段的影响更为明显;同时,叶尖高频湍流与叶根挥舞载荷的高频部分表现出了一致的周期性变化规律.
关键词	中性大气边界层叶根载荷大涡模拟致动线模型相关性频谱分析
收录类别	EI ; CSCD
语种	中文
项目资助者	国家基础研究计划(2014CB046201) ; 国家自然科学基金(51766009,51566011)资助
CSCD记录号	CSCD:6511639
论文分区	二类
力学所作者排名	5+
引用统计	被引频次：2[CSCD] [CSCD记录]
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/79510
专题	微重力重点实验室
作者单位	1.兰州理工大学能源与动力工程学院 2.甘肃省风力机工程技术研究中心 3.甘肃省流体机械及系统重点实验室 4.上海交通大学船舶与海洋工程学院 5.中国科学院力学研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	李德顺,郭涛,李伟,等. 中性大气边界层中风力机的湍流演化及叶根载荷分析[J]. 科学通报,2019,64,17,:1832-1843.
APA	李德顺.,郭涛.,李伟.,胡进森.,李银然.,...&胡文瑞.(2019).中性大气边界层中风力机的湍流演化及叶根载荷分析.科学通报,64(17),1832-1843.
MLA	李德顺,et al."中性大气边界层中风力机的湍流演化及叶根载荷分析".科学通报 64.17(2019):1832-1843.

条目包含的文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
Jp2019262.pdf（4871KB）	期刊论文	出版稿	开放获取	CC BY-NC-SA	浏览下载