[實用新型]一種海上浮式風機非定常氣動特性試驗研究系統

有效

• 申請號: 201920697039.1
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN210239915U
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 彭志科;溫斌榮;田新亮;劉浩學;趙永生;董興建
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本實用新型公開了一種海上浮式風機非定常氣動特性試驗研究系統，包括造風系統、六自由度運動平臺、模型風機系統、風輪尾跡探測系統、控制系統和集成信號采集系統；所述模型風機系統設置于所述造風系統的下游，所述模型風機系統的工作面與所述造風系統的出風方向相對設置；所述模型風機系統固定安裝于所述六自由度運動平臺上；所述風輪尾跡探測系統設置于所述模型風機系統的下游并處在所述模型風機系統的風輪尾跡的區域內。本實用新型提供一種海上浮式風機非定常氣動特性試驗研究系統，能夠有效模擬海洋環境下風機的各種工況，獲得豐富的浮式風機在各種非定常因素作用下的風機氣動響應特征及載荷信息。

技術領域

本實用新型涉及海上漂浮式風力發電技術領域，尤其涉及一種海上浮式風機非定常氣動特性試驗研究系統。

背景技術

隨著化石能源的消耗殆盡和全球氣候的惡化，風力發電技術得到了越來越廣泛的關注。經過多年發展，陸地優質風資源的開發逐漸飽和，加之陸地運輸條件及土地使用的限制，風力發電技術逐漸從陸地向海上發展。對于深海區域，傳統的固定式塔基技術在技術上和經濟上均不可行。海上漂浮式風力發電技術應運而生，近年來成為了學術界和工業界的研究熱點。

由于海洋環境的復雜性和不確定性，海上浮式風機呈現出與傳統固定式風機截然不同的氣動特性。浮式平臺在風-浪-流的耦合作用下，將不可避免地在各自由度上發生振蕩。上部旋轉風輪在平臺振蕩誘導下將經歷復雜的非定常氣動載荷，目前學術界和產業界對此尚缺乏深入認識，這極大程度地限制了海上浮式風機技術的發展。

為深入認識浮式風機非定常氣動特性，更好地為大型海上浮式風機技術發展服務，急需一套完整的用于研究海上浮式風機非定常氣動特性系統。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種海上浮式風機非定常氣動特性試驗研究系統，可以有效模擬海洋環境下風機的各種工況，獲得豐富的浮式風機在各種非定常因素作用下的風機氣動響應特征及載荷信息。

實用新型內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是如何提供一種海上浮式風機非定常氣動特性試驗研究系統，能夠有效模擬海洋環境下風機的各種工況，獲得豐富的浮式風機在各種非定常因素作用下的風機氣動響應特征及載荷信息。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種海上浮式風機非定常氣動特性試驗研究系統，包括造風系統、六自由度運動平臺、模型風機系統、風輪尾跡探測系統、控制系統和集成信號采集系統；所述模型風機系統固定安裝于所述六自由度運動平臺上，所述模型風機系統設置于所述造風系統的下游；所述模型風機系統的工作面與所述造風系統的出風方向相對設置；所述風輪尾跡探測系統設置于所述模型風機系統的下游并處在所述模型風機系統的風輪尾跡的區域內；所述造風系統被配置為產生定常或非定常入流風場；所述六自由度運動平臺被配置為模擬海上浮式風機在海洋環境作用下的靜態浮體姿態和動態浮體姿態。

進一步地，所述造風系統包括軸流風機、圓轉方整流器、蜂窩狀整流罩，所述軸流風機的數量大于等于1，所述圓轉方整流器的數量與所述軸流風機的數量相等，所述圓轉方整流器的圓形入口固定設置在所述軸流風機的出風口，所述蜂窩狀整流罩設置在所述圓轉方整流器的方形出口處。

可選地，所述軸流風機的數量為16，16個所述軸流風機以4×4布局排列，所述蜂窩狀整流罩包括第一整流罩、第二整流罩，所述第一整流罩的右側設置在各個所述圓轉方整流器的方形出口處，所述第二整流罩設置在所述第一整流罩左側。

進一步地，所述六自由度運動平臺包括電缸、上工作平臺和下工作平臺；所述下工作平臺固定設置，所述電缸的第一端與所述上工作平臺球鉸連接，所述電缸的第二端與所述下工作平臺球鉸連接；所述電缸的數量為6個，6個所述電缸均布設置在所述上工作平臺和所述下工作平臺之間。

可選地，所述電缸包括絲桿和驅動電機，所述絲桿為滾珠絲桿或滾柱絲杠，所述驅動電機為伺服電機，所述電缸的第二端為非伸長端。