壁面参数对垂直轴风力发电机流体仿真的效果分析

在风力发电机的空气动力学性能仿真中,网格划分对仿真结果具有较大的影响。针对这一问题,对垂直轴风力发电机进行二维数值模拟。通过改变网格的疏密程度来改变叶片附近壁面参数Y+,获得不同的流场特性,得出壁面参数Y+对于垂直轴风力发电机空气动力学性能仿真的影响,为后续的研究提供参考。

y^+值对垂直轴风力机气动特性计算结果的影响

通过改变第一层网格到叶片壁面的距离来获得不同的壁面参数y^+值,结合SST k-ω湍流模型,采用CFD方法计算了垂直轴风力机在多个尖速比下的功率系数,将模拟值与风洞实验值比较并分析模拟误差产生的原因,研究了不同y^+值对数值计算结果的影响。结果表明,不同y^+值的模拟结果之间的差别随尖速比的增加逐渐缩小,y^+值的减小可以显著提高模拟计算精度,但也会使计算耗时增加。综合考虑计算效率和精度,控制y^+在5~10范围内适用于垂直轴风力机气动特性CFD计算。

基于CFD的水下回转体高速运动阻力预报精度影响研究

水下回转体高速运动的阻力精确预报对潜艇性能研究意义重大,其复杂的影响因素对预报精度提出了挑战。本文基于商业CFD软件Fluent,设计了3种不同网格数量与3种不同Y+值,共9套网格,在5种不同的湍流模型下仿真计算水下回转体高速运动的阻力,以考察网格数量、壁面Y+值以及湍流模型对计算精度的影响。并且通过对比试验数据发现:网格数量增大对提高计算精度有积极作用,除k-ε模型在Y+<5时误差较大外,其余模型计算精度均在接受范围内,并且k-ω精度稳定性较好,对通用Y+<120的范围内均可满足工程要求,这对潜艇高速运动阻力预报有一定参考价值。