[發(fā)明專(zhuān)利]一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的尾流分析方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711273142.5
• 申請(qǐng)日: 2017-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109885845A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍泉;張超;王吉遠(yuǎn);石一迪;張耀文;歐陽(yáng)磊;劉澈;王朝;彌崧;趙樹(shù)良;李新宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京普華億能風(fēng)電技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的尾流分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1，針對(duì)每一風(fēng)機(jī)葉輪獲取湍流強(qiáng)度數(shù)據(jù)；

步驟S2，將所述湍流強(qiáng)度數(shù)據(jù)輸入預(yù)先建立的尾流模型，進(jìn)行尾流分析，得到尾流模型分析結(jié)果；

步驟S3，根據(jù)所述尾流模型分析結(jié)果，對(duì)無(wú)風(fēng)切變和風(fēng)切變兩種入流情況下的尾流進(jìn)行分析，得到尾流分析結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的尾流分析方法，其特征在于，

所述預(yù)先建立的尾流模型，具體為：

設(shè)定尾流區(qū)域半徑線性增長(zhǎng)，且緊鄰風(fēng)輪后方尾流區(qū)域半徑與風(fēng)輪相同，求得風(fēng)輪后軸向距離x位置處尾流區(qū)域半徑r；

設(shè)定風(fēng)輪后軸向距離x位置處風(fēng)速沿徑向均勻分布，根據(jù)質(zhì)量守恒得到均勻風(fēng)速v^*；

根據(jù)質(zhì)量守恒和均勻風(fēng)速v^*，以拋物線函數(shù)描述風(fēng)速沿徑向分布規(guī)律，得到輪轂高度水平面上任意點(diǎn)風(fēng)速v；

基于尾流區(qū)域湍流強(qiáng)度對(duì)尾流恢復(fù)系數(shù)k的影響，根據(jù)葉片旋轉(zhuǎn)附加湍流強(qiáng)度計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式，得到尾流恢復(fù)系數(shù)k的計(jì)算公式；

將尾流恢復(fù)系數(shù)k代入風(fēng)速v計(jì)算公式，得到風(fēng)電機(jī)組尾流區(qū)風(fēng)速分布的尾流模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的尾流分析方法，其特征在于，

所述輪轂高度水平面上任意點(diǎn)風(fēng)速，具體為：

確定參考坐標(biāo)系，以風(fēng)輪中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)軸為x軸，徑向?yàn)閥軸，得到輪轂高度水平面各點(diǎn)位置坐標(biāo)；

根據(jù)來(lái)流風(fēng)速，對(duì)照機(jī)組推力系數(shù)隨風(fēng)速變化曲線得到機(jī)組該工況下推力系數(shù)；

將各輸入?yún)?shù)代入拋物線尾流模型，得到輪轂高度水平面任意位置處風(fēng)速。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的尾流分析方法，其特征在于，

所述步驟S3，具體為：

根據(jù)所述尾流模型分析結(jié)果，通過(guò)大渦模擬法得到網(wǎng)格尺度；

根據(jù)所述網(wǎng)格尺度，設(shè)定計(jì)算網(wǎng)格，得到計(jì)算域；

在風(fēng)力機(jī)處于額定轉(zhuǎn)速時(shí)，對(duì)無(wú)風(fēng)切變和風(fēng)切變兩種入流情況的邊界條件進(jìn)行設(shè)定：

在無(wú)風(fēng)切變?nèi)肓髑闆r下，根據(jù)風(fēng)洞入口風(fēng)速和所述湍流強(qiáng)度，得到所述計(jì)算域進(jìn)流面的入流邊界；

在風(fēng)切變?nèi)肓髑闆r下，通過(guò)UDF設(shè)定入流風(fēng)速，并結(jié)合所述湍流強(qiáng)度，得到所述計(jì)算域出流面的出流邊界；

根據(jù)所述邊界條件，通過(guò)SIMPLE算法對(duì)所述無(wú)風(fēng)切變和風(fēng)切變兩種入流情況進(jìn)行模擬計(jì)算，得到尾流分析結(jié)果。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的尾流分析方法，其特征在于，

所述計(jì)算網(wǎng)格采用非結(jié)構(gòu)化四面體網(wǎng)格。