基于田口方法与CFD相结合的5叶片垂直轴风力机气动性能优化研究

作者：刘文昊; 朱建阳^*; 汪超

来源：机床与液压, 2023, 1-12.

• 数值模拟
• 田口方法
• 风能利用率
• 垂直轴风力机

为了进一步提升垂直轴风力机在低风速复杂城市风场中的捕能效率，采用CFD数值计算和田口试验相结合的方法，系统研究了实度(σ)、桨距角(β)、阻尼(Cd)和密度比(ρ*)对5叶片垂直轴风力机(VAWT)气动性能的影响。与现有的研究文献不同，该文将风力机的转动控制方程与流场控制方程联合求解，在数值计算中考虑了风力机与流体的相互作用。研究结果表明：实度、桨距角、阻尼和密度比的变化对垂直轴风力机的气动性能有重要影响，在最优的参数组合下，5叶片VAWT的捕能效率可以达到13.53%。此外，通过对田口试验结果的分析，得到所研究的四个特征参数对5叶片VAWT气动性能的影响程度依次为：σ>Cd>β>ρ*。

• 单位
  东莞理工学院; 武汉科技大学; 自动化学院