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摘要
基于美国可再生能源实验室的导管架式一体化海上风机模型，将计算流体力学(CFD)方法与风机一体化分析方法进行耦合，研究叶片结冰过程及其结冰后对风机整体动态性能的影响.首先将一体化分析得到的叶片运动姿态输入到CFD中，采用离散多相模型和融化-凝固模型进行三维风机叶片覆冰增长模拟，然后应用k-ε湍流模型计算结冰前后的气动性能，最后将叶片覆冰后的气动载荷结果返回到一体化分析方法中，分析叶片结冰对风机整体响应产生的影响.计算结果表明，叶片沿叶展方向结冰呈线性增加，结冰主要集中在叶片前缘，叶尖处积冰最厚；覆冰后叶片各剖面翼型升力系数降低、阻力系数升高.叶片结冰会降低整机功率、转子的转矩和转速，叶尖和塔顶产生额外振动响应，风机达到额定功率所需风速增大.
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