基于大涡模拟方法的风力机气动性能和尾流干扰研究

摘要：

利用致动线(Actuator Line Method,ALM)和大涡模拟(Large-Eddy Simulation,LES)结合的方法,采用4种亚格子模型,对低湍流度均匀来流中不同转速下两台串列风力机的气动性能和尾流干扰开展数值模拟研究,并探讨了亚格子模型对尾流场模拟的影响.两台风力机功率系数和推力系数,以及尾流场的轴向平均速度和雷诺应力分布的计算结果与实验值基本吻合,验证了ALM-LES方法对风力机尾流研究的可靠性.受上游风力机尾流的影响,下游风力机功率系数和推力系数大幅降低,最大功率系数仅为上游风力机最大功率系数的25％左右.与来流风况的低湍流度相比,风力机尾流场中湍流强度大幅提高.通过不同亚格子模型计算结果的对比分析,得出亚格子模型的选择对风力机气动性能和尾流场湍流特征参数的计算影响较小.

关键词：大涡模拟、亚格子模型、风力机尾流、致动线方法

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资助基金：国家重点基础研究发展规划编号:2014CB046200、国家自然科学基金面上项目编号:11172135和江苏高校优势学科建设工程资助项目

在线出版日期：2016-12-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：22-29