不同强度湍流风对风力机气动载荷的影响

湍流强度是影响风力机载荷的重要因素之一。基于OpenFAST软件对NREL-5 MW风力机进行了不同强度湍流风为入流条件下的数值计算，利用Turbsim软件生成的5%、10%、15%和20%这4种湍流强度的湍流风作为入流条件，探究了不同湍流强度对风力机叶根处的剪切力和弯矩的影响，并分析了不同湍流强度下风力机叶片整体的载荷分布情况。结果表明：随着湍流强度的增加，风力机的气动载荷和气动功率波动幅值相应出现规律性的增加，但大体变化趋势不变。10%、15%和20%湍流强度下的气动功率标准差比5%湍流强度下的分别高出87%、163%和243%,摆振弯矩标准差比5%湍流强度下的分别高出30%、64%和95%;叶片上的弯矩载荷从叶根向叶尖方向逐渐减小，且随着湍流强度的增加，叶片上的弯矩标准差值也随之增加，在叶根处差别最大，从叶根向叶尖方向逐渐减小，到叶尖处完全重合。且10%、15%和20%湍流强度下的叶根处第一个节点位置的挥舞弯矩比5%湍流强度下的摆振弯矩分别高出44.94%、93.1%和137%。湍流强度的增加对叶片的摆振弯矩影响最大。