申请/专利权人：华中科技大学

申请日：2021-03-29

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN112966454B

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;G06F111/10;G06F113/06;G06F113/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2021.07.02#实质审查的生效;2021.06.15#公开

摘要：本发明属于计算风工程领域，并具体公开了一种风电场风机尾流动态耦合模拟方法，其包括步骤：S1将计算域划分为多个网格单元，进而建立计算域网格模型，同时获取风机相关参数；S2将风机致动盘划分为多个径向等距的圆环，根据风速分别计算各圆环对应的轴向力和切向力，进而将其分配到圆环包含的每个网格单元，得到各网格单元的阻力项，依此建立风速与阻力项的对应关系模型；S3基于计算域网格模型，对风机尾流进行数值模拟，模拟时将阻力项添加到对应的网格单元，并根据变化的风速和对应关系模型动态计算更新阻力项。本发明根据来流风速对应动态添加阻力项，能够耦合计算流场和风机对该流场的扰动效果，真实反应风机的尾流分布情况。

主权项：1.一种风电场风机尾流动态耦合模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将计算域划分为多个网格单元，进而建立计算域网格模型，同时获取风机相关参数；S2、将风机致动盘划分为多个径向等距的圆环，根据风速分别计算各圆环对应的轴向力和切向力，进而将轴向力和切向力对应分配到圆环包含的每个网格单元，得到各网格单元对应的阻力项，并依此建立风速与阻力项的对应关系模型；轴向力Fn和切向力Ft根据下式计算得到： 其中，ρ为空气密度，N为风机叶片数量，dr为圆环的径向宽度，c为圆环处对应的风机叶片弦长，Cn和Ct分别为轴向推力系数和切向阻力系数，ω为叶片上的合速度；叶片上的合速度ω根据下式计算得到： 其中，vn为圆环包含网格单元的平均轴向风速，vt为圆环包含网格单元的平均切向风速，Ωr为圆环处绕轮毂中心旋转的线速度，vt+Ωr为圆环的相对切向风速；轴向推力系数Cn和切向阻力系数Ct计算步骤如下：1根据圆环的平均轴向风速和相对切向风速计算入流角 2根据下式，由入流角得到轴向推力系数Cn和切向阻力系数Ct： 其中，先由入流角和桨距角β得到攻角α：进而根据攻角α得到圆环对应的升力系数Cl和阻力系数Cd；S3、基于计算域网格模型，对风机尾流进行数值模拟，模拟时将阻力项添加到对应的网格单元，并根据变化的风速和风速与阻力项的对应关系模型动态计算更新阻力项，完成风机尾流的动态耦合模拟。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 华中科技大学 一种风电场风机尾流动态耦合模拟方法

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