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　　近年來，盡管風(fēng)力機(jī)尾流研究受到了業(yè)界的普遍關(guān)注，但是由于流場的多尺度性和來流復(fù)雜性等原因，風(fēng)力機(jī)流場特性仍難以完全了解清楚。在風(fēng)力機(jī)尾流區(qū)域內(nèi)，葉片旋轉(zhuǎn)效應(yīng)顯著，尾渦的運動發(fā)展與風(fēng)力機(jī)氣動性能存在較強(qiáng)的干涉，給風(fēng)力機(jī)研究帶來了困難。同時，尾流效應(yīng)造成風(fēng)場尾流速度降低和湍流度增加，使得風(fēng)力機(jī)輸出功率減少，葉片的疲勞載荷提高、壽命減少，因此，風(fēng)力機(jī)的近尾流場研究必不可少。
　　目前，數(shù)值研究分析采用多的模型為CFD（Computational Fluid Dynamics）模型，但CFD模型對風(fēng)力機(jī)進(jìn)行尾流特性模擬時對計算資源占用大，耗時長。近日，科學(xué)院工程熱物理研究所能源風(fēng)電葉片研發(fā)（試驗）中心采用自主研發(fā)的工程應(yīng)用新模型（改進(jìn)致動面模型），對不同排布下的多臺風(fēng)力機(jī)尾流場分析，研究干涉效應(yīng)影響、流場耗散和摻混現(xiàn)象。該方法采用計算域中的體積力空間分布替代葉片在流場中對流體的作用，不需要對葉片表面粘性邊界層流動進(jìn)行求解，減少了葉片附近的網(wǎng)格數(shù)量，大大節(jié)省了建模和數(shù)值求解所需時間，大程度上提高了三維流場的分析能力。圖1所示為改進(jìn)致動面模型的計算流程圖，通過三維CFD計算，提取葉片展向不同位置的當(dāng)?shù)毓ソ羌跋鄬θ肓魉俣龋桓鶕?jù)流場信息，對葉片進(jìn)行氣彈計算，得到當(dāng)前氣彈響應(yīng)；計算當(dāng)?shù)匾硇偷膲毫ο禂?shù)分布并轉(zhuǎn)換成翼型平面的法向作用力，以體積力源項的形式添加到流場中進(jìn)行迭代計算。
　　圖2所示為不同排布方式下的多風(fēng)力機(jī)軸向切面渦量云圖及渦量等值面圖。結(jié)果表明，改進(jìn)致動面模型對尾流場進(jìn)行模擬預(yù)測的結(jié)果與已有模型結(jié)論相吻合，具有較高的三維計算精度，適應(yīng)于多風(fēng)機(jī)尾流研究，能有效地模擬尾流摻混和能量耗散等現(xiàn)象；同時，分析表明改進(jìn)致動面模型廣闊的應(yīng)用場合，為風(fēng)力機(jī)近尾流場的氣動特性研究及氣動模型發(fā)展提供參考依據(jù)。
　　該研究得到了自然科學(xué)基金項目（No.51376180）的大力支持，相關(guān)研究成果已在《工程熱物理學(xué)報》上發(fā)表。
      
　　圖1 改進(jìn)致動面模型計算流程圖
      
　　圖2 改進(jìn)致動面模型縱排(左)及錯排(右)排布下軸向切面渦量云圖分布及等值面
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