大气边界层入流下错列排布三风机气动性能数值模拟

作者：白鹤鸣; 万德成^*; 王尼娜; 赵生校

来源：水动力学研究与进展A辑, 2021, 36(01): 10-19.

DOI：10.16076/j.cnki.cjhd.2021.01.003

• 垂向错列
• 水平错列
• 大气边界层
• 致动线模型
• 大涡模拟

随着风力发电领域的快速发展,世界范围内风电场的数量及规模都在不断地扩大。在紧密布置的风电场中,前排风机尾流的速度亏损对后排风机的功率输出和气动载荷均会产生较大的影响。该文基于美国国家能源部可再生能源实验室(NREL)在Open FOAM平台上开发的SOWFA求解器,采用域前模拟法生成大气边界层入流,结合致动线模型与大涡模拟方法,研究水平错列及垂向错列的尾流抑制策略对对流大气边界层下3台NREL5MW风机的输出功率及气动性能的影响。首先对3台串列式风机的气动特性进行计算,然后分别研究第二排风机使用水平错列及垂向错列两种不同尾流效应抑制策略的作用效果。结果表明:在对流大气边界层入流条件下,水平错列排布并不能提升风机组总输出功率,而垂向错列排布可以明显地提升后排风机的输出功率,并且后排风机的气动性能相比于串列布置情况并不会恶化。

• 单位
  上海交通大学; 建筑工程学院