杨振涛
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汪建文
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东雪青
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高志鹰
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罗坤
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张立茹
工程热物理学报
本文利用三维PIV测速技术,在B1/K2直流式低速风洞开口段,对小翼对风力机叶尖涡三维运动轨迹的影响展开研究.实验发现,S型小翼对叶尖涡的打散程度大于V型小翼.加装小翼后,使得叶尖涡运动轨迹螺距减小,同时叶尖涡的径向运动距离增加,向外迁移的程度增加.在额定工况下,小翼影响的因素包括风力机功率系数、叶尖涡运动轨迹形态、叶尖涡的强弱,其中小翼对叶尖涡运动轨迹向外迁移的程度和螺距的减小程度占主导因素,小翼对叶尖涡打散程度占次要因素.
关键词:
三维PIV
,
叶尖涡
,
叶尖小翼
,
三维涡量
,
运动轨迹螺距
代元军
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汪建文
,
赵虹宇
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吴伟民
,
张立茹
工程热物理学报
保证额定来流风速10 m/s不变,在不同尖速比条件下,利用声阵列法对S系列翼型风力机的叶尖区域噪声进行了测试.结果表明:风轮在旋转过程中,风力机叶尖辐射噪声频谱在200 Hz以下主要是由叶片旋转基频及其谐波构成的离散噪声叠加在宽频噪声上而组成的,而在200 Hz左右至600 Hz则是由叶片旋转产生的叶尖涡脱落频率以及风洞动力风扇的二次谐波构成的.随着尖速比的增加叶尖涡的脱落频率在增大,旋转基频声压级在叶片相对半径为o.57处的辐射噪声最大,且随着向叶尖移动,噪声逐渐减小.距离风轮旋转平面的轴向方向x=10～60 cm之间辐射噪声衰减较快,在x=60～100cm之间衰减较慢.发现了叶尖涡的运动轨迹,叶尖涡是逐渐的向外迁移.
关键词:
风力机
,
叶尖区域
,
声阵列
,
声压级
,
叶尖涡
东雪青
,
汪建文
,
高志鹰
,
杨振涛
,
张立茹
,
刘云涛
工程热物理学报
在直流式低速风洞中,应用PIV系统对水平轴风力机的中心尾迹区进行测试,揭示了在不同风速及不同尖速比下,气流通过风轮时叶片中央尾迹区流场的运动规律.通过实验发现,风经过风轮后,由于动量损失和涡流诱导效应,风轮中心尾迹区内部流场速度减小,外部流场轴向速度增加,在风轮机舱处形成强速度梯度区域.随着方位角的增大,中心涡的轴向传播距离逐渐减小.随着中心尾迹的延伸,中心涡的运动轨迹逐渐扩散,即径向位移是逐渐增加的,且涡量逐渐减小.中心涡在中心尾迹区的径向影响范围大约为风轮直径的0.42倍,轴向影响范围大约为风轮直径的0.58倍.
关键词:
水平轴风力机
,
子午面
,
中央尾迹
,
PIV实验
张立茹
,
汪建文
,
于海鹏
,
由志刚
,
高志鹰
工程热物理学报
在额定尖速比下,结合滑移网格的大涡模拟方法,对有无叶尖S型小翼的三叶片水平轴风力机流场特性进行了数值研究,结果表明：加装S型小翼后,改善了风轮上游的速度及压力分布情况,汲取了更多的风能;风轮压力面及吸力面的最大压差由1359 Pa提高到1756 Pa,使风轮功率放大;叶尖涡结构扩展规律与PIV（Particle Image Velocimetry）实验结果一致,叶尖涡轴向速度由15.6 m/s降低到了13.3 m/s,涡漩能量减少,叶尖涡涡量强度减弱,降低了气动噪声。
关键词:
水平轴风力机
,
S型小翼
,
流场特性
,
影响
张立茹
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汪建文
,
孙晓颖
,
朱生华
,
赵虹宇
工程热物理学报
本文采用Fluent软件对半径0.7m,翼型NACA4415的水平轴风力机的三维非定常尾迹流场进行了大涡模拟(LES)计算,计算结果表明:轴向速度分布相对于尾迹中心不对称,同一风速下,在靠近叶根圆周区域,距离风力机旋转平面2R处风力机轴向速度达到最小,由2R～3R区域逐渐过渡,然后增大最终恢复周围环境速度;而在靠近叶尖的圆周区域,在距风轮旋转平面1R处达到最小值,由1R～2R区域逐渐过渡,最终达到周围环境速度;中心涡对尾流影响的长度要大于叶尖涡对尾流长度的影响.尾流区不仅存在叶尖涡和中心涡,还存在叶片尾缘涡;低风速对尾流长度的影响要小于高风速.
关键词:
水平轴风力机
,
尾流流场
,
大涡模拟
