申请/专利权人：上海交通大学

申请日：2023-06-14

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN116822172B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F30/17;G06F17/11;G06F119/14;G06F113/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2023.10.24#实质审查的生效;2023.09.29#公开

摘要：本发明提供了一种基于升力面的串列式双风轮风力机气动计算方法和系统，包括：给定双风轮风力机几何参数与前后风轮叶片气动力信息；给定双风轮风力机入流条件并设置运行工况；根据双风轮风力机几何参数、双风轮风力机运行工况，计算自由尾迹模型的近场尾迹寿命角、远场尾迹寿命角；根据自由尾迹模型关键参数，计算双风轮风力机气动预测初场；基于时间步进的自由尾迹模型计算双风轮尾迹；基于升力面法计算双风轮气动载荷。从而可内生性地考虑前后风轮耦合的气动效应，可针对串列式双风轮风力机尾迹特性进行近场尾迹和远场尾迹划分，能够在保证计算前后风轮气动干涉的同时提高计算效率，可应用于双风轮非定常气动载荷的预测。

主权项：1.一种基于升力面的串列式双风轮风力机气动计算方法，其特征在于，包括：步骤1：给定双风轮风力机几何参数与前后风轮叶片气动力信息；步骤2：给定双风轮风力机入流条件并设置运行工况；步骤3：根据双风轮风力机几何参数、双风轮风力机运行工况，计算自由尾迹模型关键参数；所述自由尾迹模型关键参数包括：近场尾迹寿命角、远场尾迹寿命角；在步骤3中前风轮近场尾迹寿命角ζNW,前风轮的计算公式如下： 其中：L表示前后风轮轴向距离，V表示轮毂高度入流风速，θyaw表示入流偏航角度；α表示取值为0～1之间的系数，ω前风轮表示前风轮角速度；步骤4：根据自由尾迹模型关键参数，计算双风轮风力机气动预测初场；所述步骤4包括：步骤4.1：根据近场尾迹寿命角、远场尾迹寿命角分别构造前、后风轮尾迹涡系；步骤4.2：基于升力面-自由尾迹模型，计算独立运行的前、后风轮尾迹；步骤4.3：根据双风轮构型的前后风轮相对位置，布置前后风轮尾迹控制点，并作为后续时间步进耦合计算的初始化尾迹；步骤5：基于时间步进的自由尾迹模型计算双风轮尾迹；所述步骤5包括：步骤5.1：基于初场尾迹涡控制点的位置，计算叶片网格控制点的诱导速度；步骤5.2：根据壁面不穿透条件，计算自由涡环量；步骤5.3：计算远场尾迹各控制点诱导速度；步骤5.4：根据自由尾迹控制方程，计算尾迹控制点位移，以及由初场开始，时间步进地进行计算至前后风轮功率与尾迹形状呈周期波动；步骤6：基于升力面法计算双风轮气动载荷；所述步骤6包括：耦合计算收敛后，根据相对速度入流方向计算前后风轮攻角的展向分布；根据给出的前后风轮叶片气动力信息计算叶片气动载荷展向分布，并在展向上积分得到串列式双风轮风力机的性能参数，所述性能参数包括：功率和推力。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 上海交通大学 基于升力面的串列式双风轮风力机气动计算方法和系统

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