×

结冰风力涡轮机叶片性能分析的气动验证研究。 (英语) 兹比尔1519.76007

总结:风力涡轮机叶片上的积冰会扭曲叶片轮廓,导致叶片的空气动力学特性退化。在本研究中,模拟了不同结冰条件下涡轮叶片上的结冰,并估计了由此产生的功率损失。在并行计算环境中,采用了叶片单元动量法和基于扩展梅辛格模型的结冰预测方法。预测的结冰剖面首先通过文献中可用的实验和数值数据进行验证。采用3种不同的提高保真度的流动求解器,获得了结冰叶片剖面上的二维流动解和气动载荷;XFOIL是一个与湍流边界层模型耦合的开源面板代码,SU2是一个开源RANS解算器,METUDES是一个内部DDES解算器。发电损失为30然后详细研究了带结冰叶片的千瓦级风力涡轮机。研究表明,为结冰风力涡轮机的性能分析开发的基于XFOIL的工具成功地预测了各种结冰条件下涡轮机叶片上的结冰剖面以及由此产生的功率损失。预计30kW风力涡轮机暴露在结冰条件下一小时。

MSC公司:

76-10年 流体力学问题的数学建模或模拟
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Virk,M.S。;Homola,M.C。;Nicklasson,P.J.,大型风力涡轮机叶片上的大气结冰,国际能源环境杂志,3,1,1-8(2012)
[2] 维拉尔班多,F。;雷吉奥,M。;Ilinga,A.,《结冰风力涡轮机翼型周围流动的数值研究》,《工程应用计算流体力学》,6,1,39-45(2012)
[3] Homola,M.C。;Ronsten,G。;Nicklasson,P.J.,《因nygardsfjell,sveg和aapua的叶片和仪器结冰导致的能源生产损失》,第13届国际大气结冰研讨会(2009年)
[4] Jasinski,W.J。;南卡罗来纳州诺伊。;塞利格,M.S。;Bragg,M.B.,《结冰条件下的风力涡轮机性能》,《太阳能工程杂志》,120,1,60-65(1998)
[5] Homola,M.C。;维尔克,M.S。;尼克拉松,P.J。;Sundsbö,P.,《冰诱导功率损失建模及与观测结果的比较》,《冬风学报》(2011年)
[6] 伊尔西蒂,O。;调谐器,I.H。;Ozgen,S.,风力涡轮机上的结冰预测和随后的功率损失,《物理杂志:会议系列》,753(2016),IOP出版社
[7] 伊尔西蒂,O。;Ozgen,S。;Tuncer,I.H.,《风力涡轮机叶片结冰和结冰导致发电损失的预测》,风能,22,7,945-958(2019)
[8] SU2。https://su2code.github.io/(2018年8月24日访问)。
[9] Cengiz,K.,《分离涡模拟在叶片截面空气动力学和气动声学中的应用》(2018年),中东技术大学:安卡拉中东技术大学
[10] Yirtici,O.,《风力涡轮机叶片结冰预测和空气动力学形状优化,以最大限度地减少发电损失》(2018年),中东技术大学:安卡拉中东技术大学
[11] 奥兹根,S。;Canöbek,M.,使用扩展梅辛格模型对多段翼型的积冰模拟,热质传递,45,3,305(2009)
[12] Myers,T.G.,飞机结冰messinger模型的扩展,AIAA J,39,2,211-218(2001)
[13] Glauert H.飞机螺旋桨,空气动力学理论。(杜兰德系列,第四卷,第一册)。1963
[14] Hansen MO.风力涡轮机的空气动力学。2008
[15] Mark D.web.mit.edu/drela/public/web/xfoil/。http://web.mit.edu/drela/Public/web/xfoil/(2018年4月24日访问)。
[16] 帕拉西奥斯,F。;阿隆索,J。;Duraisamy,K。;科隆诺,M。;希肯,J。;Aranake,A.,斯坦福大学非结构化(su 2):用于多物理模拟和设计的开放源代码集成计算环境,第51届AIAA航空航天科学会议,包括新视野论坛和航空航天博览会,287(2013)
[17] 中心LR.湍流建模资源。http://turbmodels.larc.nasa.gov(2018年8月11日访问)。
[18] Shur,M.L。;Spalart,P.R。;Strelets,M.K。;Travin,A.K.,《分离流中从rans快速过渡到les的des增强版本》,Flow Turbul Combust,95,4,709-737(2015)
[19] 奥祖尔,Y。;Cengiz,K。;Özyörük,Y.,NREL S826翼型周围非定常流动的高阶分离涡模拟,风力工程与IndAerodyn杂志,179125-134(2018)
[20] Broeren,A.P。;艾迪·H·E。;Lee,S。;Monastro,M.C.,实验空气动力学模拟的三维积冰测量方法验证,第六届美国航空航天局大气和空间环境会议,2614(2014)
[21] Shin,J。;Bond,T.H.,naca 0012翼型的实验和计算冰形状以及由此产生的阻力增加,美国国家航空航天局技术手册1057431992年1月(1992年)
[22] 李毅。;Sun,C。;姜瑜。;Yi,X。;Xu,Z。;Guo,W.,通过数值模拟对大型水平轴风力机叶尖附近结冰分布的温度影响,Adv Mech Eng,10,11,1-13(2018)
[23] Fortin,G。;Laforte,J.-L。;Ilinga,A.,《采用改进粗糙度模型的飞机机翼积冰过程中的热量和质量传递》,《国际热科学杂志》,45,6,595-606(2006)
[24] Makkonen,L。;Laakso,T。;Marjaniemi,M。;Finstad,K.J.,风力涡轮机上积冰的建模和预防,风力工程,25,1,3-21(2001)
[25] 26年星期五
[26] Aeolos-h 30kw-5.5m叶片规格。http://www.windturbinestar.com/(私人联系人)。
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。