考虑尾流影响的降落伞弹射拉直过程研究

降落伞的弹射拉直是其工作的第一个也是至关重要的一个环节。航天器在超声速状态下的尾流性质也非常复杂,因此,如何考虑前体航天器尾流对降落伞弹射拉直过程的影响是一个值得研究的问题。文章首先采用CFD方法计算出航天器的超声速尾流数据,然后建立降落伞弹射拉直过程的动力学模型。由于降落伞的拉直过程持续时间很短,故在研究过程中将连续尾流离散化为不同时刻的尾流,仅考虑尾流气动力对降落伞弹射拉直过程的影响。具体方法是将弹射拉直时刻计算的航天器尾流区速度场叠加于弹射分离降落伞伞包的空速上,计算考虑航天器尾流影响的伞包气动力,然后通过动力学仿真研究航天器尾流对降落伞弹射拉直过程的影响,重点研究了对伞包运动稳定性的影响。利用该方法对典型工况超声速尾流影响下的降落伞弹射分离过程进行了动力学分析,重点分析了尾流对伞包的运动轨迹和姿态的影响,研究方法和结论对稳定伞弹射拉直过程的验证评估具有重要的参考价值。

固体火箭发动机尾流对发射车影响的数值研究

采用二维雷诺平均方程和k-ε湍流模型对固体火箭发动机尾流场进行数值模拟。空间上采用二阶迎风格式进行耦合求解,时间上采用显式Runge-Kutta方法进行迭代推进,直至流场收敛。借助数值模拟技术对处于地面发射状态下的固体火箭发动机尾流问题进行研究。研究涉及发动机内外流场相互干扰、热喷流和冷空气的相互作用以及高温高速尾喷流对发射车车顶板和防护板的影响。

水平轴风力机串联工况尾流效应影响

为减小尾流效应对风力机输出功率的影响,基于CFX模拟实验研究8D串联间距风力机尾流场和不同方向速度场的变化规律。结果表明,上游风力机的尾流叠加作用使下游风力机产生复杂的湍流和涡流现象,造成不同方向上速度差异。随着轴向距离增加,轴向速度先减小后增加,5D处轴向速度亏损最严重,而径向速度高速区在叶尖区迎风面,切向速度叶尖区影响最大。随着不同方向速度的恢复,8D截面处尾流影响基本消失。

计及尾流效应的双馈机组风电场等值建模研究

针对双馈机组风电场内机组间尾流的相互影响,提出一种新的风电场等值建模方法。该方法考虑尾流效应,定义了"尾流影响因子"表征各台风电机组受其他风电机组尾流影响的程度,并以此作为风电场内风电机组的分组依据。将风向作为输入,从而进行风电机组的分组以及合并等值。同时给出了合并后等值模型参数的计算方法,得到风电场的多机等值模型。仿真结果表明,利用该方法建立的等值模型较之传统的等值模型能更准确地体现风电场的功率输出特性。

大基地风电场“以大代小”等容量排布方案分析

“以大代小”是风电项目进行等容或扩容改造升级常用的一种方式。以大基地风电场为研究对象,探究针对大基地项目进行“以大代小”技术改造的规划方案。将大基地风电场划分为9个待改造区域,分别采用两种改造方案,从机组单机容量、机组轮毂高度、改造区域机组对周边机组的尾流影响等几个关键因素入手,分析这些因素对场区发电量的影响及发电量提升效果,进而得到最优的改造机型和布局规划。研究结果表明,保持轮毂高度不变,提升单机容量,发电量增加幅度并不显著。当抬升轮毂高度且提升机组单机容量时,发电量提升效果较为明显。当选取的轮毂高度与周边机组轮毂高度较为接近时,随着改造区域单机容量增大,对周边机组的尾流影响越大,影响最大的为处于改造区域下风向的机组,影响最小的通常为处于改造区域上风向的机组。抬升轮毂高度,随着单机容量的提升,发电量提升效果较为显著。根据大基地风电场的实际风资源条件,在场区中间区域适当抬升轮毂高度,可以提升发电量并减少对周边风电场的尾流影响。等容量技术改造时,应优先选择高塔架大兆瓦机组进行改造。

海上风电场微观选址方案研究

海上风场微观选址受海域水深、地质条件、输电线路、尾流影响、施工安装、交通运输因素影响,微观选址优劣对海上风电场运行效益影响巨大。微观选址应在满足资源开发利用、生态与环境保护的前提下,尽量提升发电量,提高风场收益。以海上风电场开发为例,论述海上风电场尾流影响,总结归纳了海上风场微观选址主要流程及方法,为类似风电场开发、设计及建设提供了参考和指导。

基于线性模型的风电场发电量计算与分析

针对相对平坦地形,采用线性化流体方程描述流场,并根据大气边界层特性进一步简化计算方法,即利用所谓地形影响系数快速求解感兴趣点(一般为风机位置)的流动速度;针对尾流影响,采用工程上广泛使用的修正Park模型来求解,尾流线性叠加并忽略较弱的尾流影响。文中介绍了一个已建典型海滨风电场的装机规模、地表粗糙度以及测风情况,并以此风电场为算例采用不同测风数据进行发电量计算,预测结果与实际发电量较好地吻合。最后探索了算例风电场各风机发电量不均衡原因,提出地形图大小对风场模拟准确性的影响,并从工程设计角度提出具体意见。

风资源评估中的关键问题评述

风资源评估结果准确与否是风电场投资的关键,其结论的精度和可靠程度受风速测量的准确性及风资源评估参数方法的选取影响很大。文中介绍了测风和风资源评估中应该密切重视的问题,并就这些问题对风资源评估结果影响进行了分析和探讨,具体影响因素包括:(1)测风塔的数量、高度及所用仪器设备;(2)陆上风电场场区内复杂地形;(3)近海风电场离岸距离、风机尾流长度、机组可利用率;(4)大型风电场之间的尾流影响;(5)参考测站数据缺失等。