串列不等直径水平轴风力机气动性能研究

为研究上游风力机叶轮直径增大和轮毂高度抬升对下游风力机气动性能影响，采用计算流体力学方法对串列水平轴风力机三维流场进行模拟，以揭示上游风力机叶轮尺寸增大和轮毂高度抬升对下游风力机气动性能影响规律。研究结果表明：增大上游风力机叶轮直径，会削减下游临近机组输出功率，增加机组在低频，1倍、2倍、3倍轴频推力脉动，增大机组疲劳载荷；随着风力机间距的增加，增大叶轮直径对12D范围外机组输出功率影响可忽略不计，但机组疲劳载荷在低频和1倍轴频仍有明显的增大。抬高上游机组轮毂高度，机组较近时，可使下游风力机避开一部分尾流，显著提高下游风力机的输出功率，但也会使风力机叶轮在旋转一周过程中产生较大的叶片推力脉动；当风力机间距较远时，抬高塔架高度有利于尾流恢复，进而提高下游机组输出功率，降低机组疲劳载荷。