考虑叶片偏航和干扰效应的大型风力机体系风荷载与风致效应研究

摘要

叶片偏航和干扰效应会显著影响大型风力机体系的气动性能,进而影响塔架-叶片体系的风振响应和稳定性能.以某5MW风力机为研究对象,采用大涡模拟方法进行最不利叶片位置下不同偏航角的风力机体系流场和气动力模拟,然后结合有限元方法系统分析了不同偏航角下风力机塔架-叶片耦合模型的动力特性、风振响应和稳定性能.研究发现:随着偏航角度的增大,塔架显著干扰区段最大负压和极值负压先减小后增大,层阻力系数逐渐增大,塔架顶部径向位移、叶片顺风向位移和叶片根部内力的均值及均方差均逐渐减小,而临界风速则呈现先减后增再减小的趋势.综合分析表明,0°偏航角下风力机体系气动性能和风振响应均最为不利.