[發(fā)明專利]一種基于改進(jìn)Jensen模型的風(fēng)力機(jī)尾流計(jì)算方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010431638.6
• 申請(qǐng)日: 2020-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN111651870B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周川;王俊;蔡彥楓;汪華安;黃穗;張燦亨;王鵬;王潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院有限公司;廣東科諾勘測工程有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F30/28;G06F111/10;G06F113/06;G06F119/14
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 陳旭紅;呂金金

1.一種基于改進(jìn)Jensen模型的風(fēng)力機(jī)尾流計(jì)算方法，其特征在于，包括：

輸入相關(guān)參數(shù)，根據(jù)尾流區(qū)風(fēng)速徑向分布的余弦模型，得到風(fēng)速u_x與軸線風(fēng)速u_axis的關(guān)系；其中，相關(guān)參數(shù)包括：第一空氣流的相關(guān)參數(shù)、第二空氣流的相關(guān)參數(shù)、第三空氣流的相關(guān)參數(shù)、風(fēng)力機(jī)相關(guān)參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速u₀；其中，所述第一空氣流的相關(guān)參數(shù)包括：第一空氣流速度u₁、第一空氣壓強(qiáng)p₁，所述第二空氣流的相關(guān)參數(shù)包括：第二空氣壓強(qiáng)p₂，所述第三空氣流的相關(guān)參數(shù)包括：第三空氣流速度u_x、尾流區(qū)半徑r_x，所述風(fēng)力機(jī)相關(guān)參數(shù)包括：標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)輪半徑r0；其中，所述軸線風(fēng)速u_axis通過以下公式得到：

其中，u_x為風(fēng)速，u₀為標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速，π為圓周率；

根據(jù)尾流區(qū)半徑的冪模型，得到風(fēng)速軸向分布模型，其中，所述風(fēng)速軸向分布模型為：

根據(jù)所述余弦模型及所述尾流區(qū)半徑的冪模型，得到改進(jìn)Jensen模型，其中，所述改進(jìn)Jensen模型具體為：

其中，A₀為實(shí)際風(fēng)輪半徑R₀與自然數(shù)20的比值，即

a₀為待定系數(shù)，通過MATLAB擬合環(huán)境湍流強(qiáng)度為9％工況下的數(shù)值模擬結(jié)果得到的尾流區(qū)邊界；

x為風(fēng)輪下游軸向位置，r₀為風(fēng)輪半徑，u_x為風(fēng)速，u₀為標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速，C_T為推力系數(shù)，r_x為尾流區(qū)半徑，R₀為實(shí)際風(fēng)輪半徑；π為圓周率。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)Jensen模型的風(fēng)力機(jī)尾流計(jì)算方法，其特征在于，所述尾流區(qū)風(fēng)速徑向分布的余弦模型具體為：

其中，u_r為尾流截面內(nèi)偏離尾流中心距離r處的風(fēng)速大小，u_x為風(fēng)速，u₀為標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速，r_x為尾流區(qū)半徑，r為尾流區(qū)橫截面內(nèi)某位置偏離尾流中心的距離，x為風(fēng)輪下游軸向位置，π為圓周率。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)Jensen模型的風(fēng)力機(jī)尾流計(jì)算方法，其特征在于，所述尾流區(qū)半徑的冪模型具體為：

其中，A₀為實(shí)際風(fēng)輪半徑R₀與自然數(shù)20的比值，即

a₀為待定系數(shù)，通過MATLAB擬合環(huán)境湍流強(qiáng)度為9％工況下的數(shù)值模擬結(jié)果得到的尾流區(qū)邊界。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)Jensen模型的風(fēng)力機(jī)尾流計(jì)算方法，其特征在于，還包括：將相關(guān)參數(shù)輸入至原Jensen模型，得到第一結(jié)果值；將相關(guān)參數(shù)輸入至數(shù)值模擬模型，得到第二結(jié)果值；將所述第一結(jié)果值與第二結(jié)果值對(duì)比分析，得到誤差產(chǎn)生原因。

5.如權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)Jensen模型的風(fēng)力機(jī)尾流計(jì)算方法，其特征在于，還包括：根據(jù)不同環(huán)境湍流強(qiáng)度下的擬合結(jié)果確定了新參數(shù)a₀的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式；其中，所述經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式具體為：

a₀＝17.5TI+1.705；

TI為環(huán)境湍流強(qiáng)度。