為在研究大型風(fēng)力機氣動性能的同時考慮其結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性,基于開源計算流體力學(xué)軟件OpenFOAM及氣動-水動-伺服-控制軟件FAST,并結(jié)合致動線方法（Actuator Line Method,ALM）實現(xiàn)風(fēng)力機葉輪周圍流場信息與結(jié)構(gòu)響應(yīng)間的數(shù)據(jù)交換,最終完成風(fēng)力機氣動-結(jié)構(gòu)仿真平臺FASTFOAM構(gòu)建。通過該平臺計算了風(fēng)場中兩臺串列布置5 MW風(fēng)力機的氣動性能及結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性。結(jié)果表明:FASTFOAM平臺能夠快速計算出風(fēng)力機的功率輸出、結(jié)構(gòu)響應(yīng)及流場信息;風(fēng)力機尾跡在發(fā)展過程中可持續(xù)與周圍流場進行能量交換而使其速度虧損得以彌補;下游風(fēng)力機受上游風(fēng)力機尾跡影響嚴(yán)重,輸出功率只有上游風(fēng)力機的21.05%,且結(jié)構(gòu)動力學(xué)響應(yīng)與上游風(fēng)力機不同;上游風(fēng)力機和下游風(fēng)力機葉輪的主要刺激頻率分別為0.16和0.15 Hz。 

【文章來源】：熱能動力工程. 2020,35(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

體積力光順示意圖

通過耦合OpenFOAM與FAST,并結(jié)合ALM構(gòu)建氣動-結(jié)構(gòu)平臺FASTFOAM。在一個時間步內(nèi),該平臺首先由OpenFOAM計算風(fēng)場流動,然后通過ALM讀取風(fēng)輪各葉片位置及附近流場信息以計算葉片升阻力并將其傳遞給FSAT,FAST調(diào)用ElastoDyn模塊計算葉片結(jié)構(gòu)動力學(xué)響應(yīng),同時ALM將體積力投射至風(fēng)輪周圍流域,最后更新葉片位置及風(fēng)場流動變量以進入下一個時間步,軟件間關(guān)系及主要流程如圖2所示。4 研究對象與模擬參數(shù)

風(fēng)場中風(fēng)力機的布置

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]漂浮式風(fēng)力機動態(tài)響應(yīng)及氣動特性研究[D]. 劉強.中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2014



本文編號：3473971