风向的非定常变化导致风轮的持续对风,产生交变载荷,影响风力机的高效稳定运行.为研究偏航过中风轮的动态气动特性,本文基于计算流体力学方法(CFD),对NREL Phase Ⅵ风力机进行了30°偏航角范围稳态和动态偏航气动特性模拟.分析了不同计算工况下风轮的功率、推力系数,得到了叶片沿展向各截面气动力系数载荷和有效攻角的变化规律.稳态偏航工况下,通过实验和动量叶素理论(BEM)、自由涡尾迹模拟结果对比,计算功率值和实验值吻合较好,验证了当前模拟的合理性.分析结果表明:动态偏航开始阶段,由于迟滞效应,风轮的载荷出现短暂的上升,风轮整体载荷随着偏航角增加而减小.随着风轮姿态动态偏转,旋转方向上附加的速度分量变化更大,使得风轮偏航过程中气动力系数比稳态偏航角下的波动增加.
水平轴风力机 动态偏航 非定常 数值模拟 气动特性