目前,风力机的尺寸急剧增加,叶片正经历着较大的变形。因此,叶片上的气动力分布发生了变化,气动弹性分析变得十分重要。最先进的风力涡轮机气动弹性仿真工具利用工程模型来寻找气动弹性响应。这些工具使用简化的方法,如边界元法来寻找非定常气动载荷和一维结构模型来确定变形。它们在计算上很便宜,但它们是基于不同的修正来解释不稳定和3D效果。这些修正可能导致模型精度下降。因此,本研究的目的是将工程模型的结果与基于cfd的气动弹性模拟结果进行比较,后者需要较少的经验建模。采用多体仿真(MBS)求解器SIMPACK确定转子的动态响应,采用基于BEM的集成第三方模块(AeroDyn)计算叶片的气动载荷。基于非定常雷诺-平均纳维-斯托克斯方程的时间精确解,利用块结构CFD求解程序FLOWer求解叶片气动载荷。与基于高保真度cfd的气动弹性模型相比,该模型预测的动力和推力更小。此外,通过增加沿叶片使用的极数,工程模型还预测了1%-1.5%的功率和推力增长。
——文章发布于2019年9月