[發(fā)明專利]一種風(fēng)力機(jī)渦尾跡修正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910119913.8
• 申請(qǐng)日: 2019-02-18
• 公開（公告）號(hào): CN109751201B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武杰;陳立;肖京平;王強(qiáng);史雨;李國強(qiáng);金華;王橋;趙獻(xiàn)禮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心低速空氣動(dòng)力研究所
• 主分類號(hào): F03D17/00
• 分類號(hào): F03D17/00
• 代理公司: 重慶市信立達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50230
• 代理人: 包曉靜

1.一種風(fēng)力機(jī)渦尾跡修正方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：獲取風(fēng)力機(jī)葉片數(shù)量、風(fēng)輪半徑、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速和葉片弦長；

S2：根據(jù)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行當(dāng)?shù)氐闹黠L(fēng)向的風(fēng)速、空氣密度及空氣粘度，確定風(fēng)力機(jī)葉片的來流風(fēng)速和迎角；

S3：計(jì)算渦尾跡形狀，在初始尾跡角附近，尾跡角的范圍為30°～320°采用Scully渦模型；尾跡角30°以前、320°以后尾跡角范圍，采用Lamb-Oseen渦模型；

渦核模型計(jì)算誘導(dǎo)速度公式為：

其中r為風(fēng)輪半徑，Γ為渦強(qiáng)，r_c為對(duì)應(yīng)于周向誘導(dǎo)速度最大位置的渦核半徑；n的取值為1或2，其中n＝1對(duì)應(yīng)的是Scully渦核模型，n＝2時(shí)對(duì)應(yīng)的是Lamb-Oseen渦核模型；

S4：根據(jù)流場(chǎng)尾跡角區(qū)域選用不同的有效粘性擴(kuò)散因子；計(jì)算渦周圍的切向旋轉(zhuǎn)速度，計(jì)算公式為：

r_c為粘性核半徑，為用r_c無量綱化的半徑；r_c隨時(shí)間t變化關(guān)系為：

r_c隨尾跡角ζ變化關(guān)系為：

其中，γ為運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)，γ＝1.4607×10^-5m²/s；α＝1.25643；δ為有效粘性擴(kuò)散因子，其取值為從葉尖渦“卷起”階段結(jié)束位置開始到其后120°范圍，取值為0～2，尾跡角超過360°開始，增長到10以上，其中葉尖渦“卷起”階段結(jié)束位置對(duì)應(yīng)的尾跡角為240°；Ω為風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)速度，r₀為葉尖渦“卷起”階段結(jié)束位置的初始渦核半徑，ζ₀為葉尖渦“卷起”階段結(jié)束位置的尾跡角。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機(jī)渦尾跡修正方法，其特征在于：步驟S4中的有效粘性擴(kuò)散因子基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)；取值計(jì)算依據(jù)是在流場(chǎng)中播撒示蹤粒子，采用粒子圖像測(cè)速儀測(cè)量?jī)煞g隔非常短的粒子圖像，通過對(duì)圖像進(jìn)行互相關(guān)計(jì)算得到流場(chǎng)中的速度矢量分布，對(duì)其進(jìn)行后處理得到有效粘性擴(kuò)散因子的實(shí)際測(cè)量值或平均值。