浮式风机气动推力和扭矩同时满足相似条件的模型试验方法研究

在风浪水池中基于弗劳德相似开展的浮式风机模型试验无法同时满足雷诺相似,导致模型风机难以同时满足推力和扭矩相似。基于气动推力和扭矩相似条件,应用模型叶片几何重构方法重新求解模型风机的叶轮转速和叶片桨距角,提出了一种风机气动推力和扭矩同时满足相似要求的试验方法。首先进行风洞模型试验,验证模型风机可在全风速范围内同时满足推力相似和扭矩相似要求;然后通过数值模拟验证实型和模型关于风机和浮式支撑平台之间相互作用的相似性,结果表明缩尺模型试验能较准确地预报实型系统的运动响应以及风机的气动推力和扭矩。

半潜型浮式风电装备水池模型试验

为了探讨浮式风电装备固有特性、验证数值耦合仿真方法和一体化模型的准确性,以中国海装半潜型浮式风电装备参数为基础,进行全实物水池模型试验,介绍模型各部分设计的关键要素及环境条件的校对方法,对浮式风电装备固有特性结果与数值仿真模型进行对比分析,结果表明:采用重构叶片保证推力相似和叶尖速比相似能够解决雷诺数不相似的问题,但叶片质量分布与惯量控制较为困难,试验风场质量好坏,直接影响风轮推力标定是否满足要求,机组发电状态会增加系统的阻尼水平,在固有周期附近,会降低RAO峰值。