偏航条件下覆冰风力机气动特性研究

寒冷气候条件下,风力机叶片结冰会显著改变风力机气动特性,严重影响风能资源高效开发。在偏航状态下,风力机结冰具有周期性动态相对入流特征,是风力机结冰研究面临的重要挑战。为揭示偏航覆冰风力机气动特性,构建了基于不同时间尺度的改进多时间步结冰计算模型,在利用NREL Phase VI风力机常规风洞试验数据及NACA0012翼型结冰风洞试验数据验证模型的基础上,计算获得了NREL Phase VI风力机不同偏航工况条件下叶片冰形特征,在此基础上详细分析了风力机的偏航覆冰气动特性。结果表明:偏航将使得覆冰翼型的升阻力特性恶化,导致风力机功率、推力及叶根弯矩降低;整体上,覆冰叶片的环量随着偏航角度的增加而降低,形成相对较低的叶片法向力及切向力分布。