风力机叶片动态绕流结构的PIV实验研究

采用轴编码器锁相周期采样技术,在风洞开口实验段对旋转风力机叶片动态绕流结构进行了PIV实验,通过Insight 3G平均背景消噪和相关分析获得速度矢量信息,应用Tecplot处理得到相应的流线和速度云图。初步揭示了叶片动态绕流的特征变化及其绕流结构随风轮转速的变化规律,并探索了流动特征与风轮功率系数的对应关系。由于附着涡的诱导效应,翼型下游存在速度亏损区。随着转速的增加,附着涡影响区域增大,翼型下游速度亏损区域增大,亏损幅度也增大。在绕流结构中,切向速度分量占主导地位,轴向速度分量较小。叶片动态绕流特征的研究为分析风轮流场涡系的干涉及叶片动态失速等复杂流动问题提供了实验基础。

风力机叶尖加小翼流场的试验研究

叶尖加小翼可以提高风力机的功率系数.本文在风洞开口试验段利用PIV技术,对旋转风力机叶尖加装V型小翼时叶片和小翼周围的流场进行了实验研究.比较加小翼和不加小翼时的流场图,发现加上小翼后,叶尖部分的流场得到了改善,小翼对风力机的主要影响范围是从截面r/R=0.86到1.04之间,约占主叶片长度的14%左右.

水平轴风力机叶尖翼型截面流场的试验研究

利用线式互相关粒子图像测速(PIV)系统和轴编码器锁相技术,测量了不同尖速比下旋转水平轴风力机叶尖处的流场,获得了风轮叶尖处的瞬时速度场,并通过Tecplot软件处理得到了相应的时均速度场、速度云图及流线图.对瞬时图分析可知:在同一尖速比下,叶尖涡的出现使速度亏损值增加,风轮功率下降;在高尖速比下,流场中叶尖涡出现频率较高,有明显的旋涡结构出现,但随着尖速比的减小,叶尖涡出现的频率降低,只有形成的趋势,在尖速比λ=4的工况下,没有完整的涡出现.通过分析时均图表明:随着尖速比的增加,上游空气通过叶尖后的动能损失增大,叶尖尾迹区内的速度亏损范围增大.

应用谱分析法对风轮三坐标方向振动特性的分析

风力机风轮旋转过程中,受运行工况的影响,风轮的振动量会随着转速的变化而变化。本文应用谱分析法测量了风力机机头振动谱,通过安装在风力机机头水平、竖直、轴线(X、Y、Z)三个坐标方向的三只加速度传感器,分别分析不同尖速比情况下振动谱。通过分析三个坐标方向风力机的振动谱,对风力机的振动特性进行分析,得出旋转风轮三坐标方向各自的振动特性、三坐标方向振动之间的耦合关系、三坐标方向的振动对旋转风轮整体振动的主次影响作用,从而为风力机整机结构动态特性的设计和评价提供依据。