基于致动盘模型的风力机来流风速选取方法研究

为了研究适用于致动盘模型的风力机来流风速选取方法,文章以取点、取面和反推3种典型选取方法为例进行计算。在不同入流风速和错列间距条件下,通过分析3种计算方式得到的来流风速发现:采用取点(或面)方法计算时,上游风力机的来流速度小于实际风速且不稳定,并随取点(或面)距离增加而增大;在功率爬升阶段,上、下游风力机的来流速度之差较大且稳定,当接近额定风速后,差值随风速增加而减小;与取点方法相比,取面方法所得风力机的来流速度变化范围更小;反推方法所得风力机的来流与实际来流较为一致,相对误差远小于取点(或面)方法,且不受取点(或面)距离影响,适用于致动盘模型计算,可在风资源评估阶段提升发电量预测的精准度。

紊流度对煤炭颗粒起动和来流风速影响研究

风速的脉动性对煤炭颗粒起动风速、起尘判别准则和煤堆静态起尘量有着不可忽略的影响.在煤堆起尘量经验公式的基础上,建立风速概率分布模型,推导了考虑风速脉动影响的等效起动风速和等效来流风速,通过定义修正系数来考虑风速脉动的影响,并重新定义了起尘判别准则.结合相关文献风洞试验结果,对不同紊流度和平均风速条件下的修正系数,进行了比较分析.结果表明:在特定紊流度条件下,紊流度对煤炭颗粒起动风速修正系数和来流风速修正系数均有较大的影响.特别是在D类流场,忽略紊流度效应造成的最大误差超过18%.

基于线性组合的风电机组风速软测量方法

针对风电机组来流风速不易直接测量的现状,文章提出了基于BP神经网络与最小二乘支持向量机线性组合的风电机组风速软测量方法。首先,分析影响风电机组来流风速的各种因素,寻找与其有关联的直接或间接可测变量;其次,对传统的BP神经网络和最小二乘支持向量机风速软测量模型做一些改进,主要是增加输入变量维数;然后根据均方误差最小原则,合理分配权重,建立基于BP神经网络与最小二乘支持向量机的线性组合模型。最后通过现场实测来流风速对组合风速软测量模型的有效性和准确性进行验证,并与传统的BP神经网络和最小二乘支持向量机风速软测量模型输出结果对比分析,得到提出模型具有更高的测量精度。

风速对小型旋翼无人机螺旋桨的影响分析

为研究风速对小型旋翼无人机的气动特性的影响,在中国民航大学风洞试验室模拟不同来流下无人机的飞行状态,通过动力测试系统测量螺旋桨的拉力、扭矩、系统效率、桨力效等参数,并分析了风速对螺旋桨性能参数的影响。并进行了计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)数值模拟,计算了T-MOTOR直径558 mm的碳纤维螺旋桨,并与试验结果进行对比验证模型的有效性。通过试验与数值模拟分析风速影响下小型旋翼螺旋桨不同风速与不同转速的参数变化。结果表明,数值模拟与风洞试验具有一致性,其中扭矩误差在5%以内,拉力误差在13%以内,且风速对小型旋翼无人机动力系统参数具有极大的影响,对无人机飞行的安全性具有严重的威胁。通过研究可为小型旋翼无人机的优化与风速对适航安全提供参考。

一种风力发电机组机舱风速修正方法

风力发电机组叶轮后风速因受到叶轮遮挡,以及湍流、尾流等因素的影响,机舱风速仪测得的风速不足以准确反映风力发电机组的功率特性。为此,提出了一种风力发电机组机舱风速修正方法。该方法首先基于风力发电机组的控制策略对机舱风速进行分段,然后通过机舱风速与来流风速的相关性分析,确定拟合函数的类型,最后利用最小二乘法分段拟合得到试验机型机舱风速与来流风速的修正函数。通过实例验证表明:修正之后的风速误差更小,具有一定的实用性。

基于卷积神经网络的机舱风速修正

风电机组机舱风速计受到风机尾流和叶片扰动影响,国际电工委员会(IEC)提出的机舱传递函数无法准确描述机舱实测风速与来流风速的复杂关系。提出一种基于卷积神经网络的机舱风速修正模型,该模型采用多层卷积池化,可有效过滤风机尾流和叶片扰动的影响,高度抽象特征变量,提高修正风速的精度。工程实例表明:平原风电场中基于卷积神经网络法的计算风速与实测风速拟合精度R2达到0.8447,平均绝对误差(MAE)仅为0.071,该方法计算的功率曲线与实测功率曲线评估电量差异仅为4.07%,各项偏差指标均优于IEC机舱传递函数,充分反映出该模型在机舱风速修正方面的优越性。

基于Davenport谱风机叶片旋转状态下的应力分析

为了确保风力机叶片安全可靠运行,对其进行了旋转工况下的应力分析.以UG建立的叶片实体模型为研究对象,运用更加贴近实际工况的Davenport风谱建立了近海风场,利用Newmark法求解了结构运动方程,并在与文献试验结果对比的基础上,数值模拟了叶片应力分布.研究结果表明,风力机叶片的位移响应与应力响应幅值均随来流风速的增加而增加,旋转速度和来流风速均对叶片在相对弦长和相对翼展方向上的最大mises应力变化趋势有明显影响,该结果可以为风力机叶片优化设计提供参考.

直接空冷凝汽器换热性能影响因素研究

以内蒙古某电厂为研究对象,采用理论计算和数值模拟相结合的方法,研究了环境温度、风速、湿度及风机转速对直接空冷凝汽器换热特性的影响。研究表明:来流风速为(13~15)m/s时,总换热量较设计工况降低了(3.2~7.5)%;环境温度对总换热量影响很大,但当环境温度大于15℃时,总换热量下降趋势逐渐变的缓慢;环境湿度对总换热量的影响较小;随着环境风速的增加,各空冷单元风机进口流量整体呈下降趋势,其中迎风侧的第一个风机进口流量降幅最大。

关于三维长街谷空气交换能力的讨论

利用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术模拟分析了来流风速、地面粗糙高度、建筑布局及缺口宽度对6种典型布局三维长街谷内外流场的影响,并引入整体换气次数nt和局部换气次数np的概念,评估了街谷的换气能力.研究结果表明:在自模区范围内nt与来流风速大小线性相关;粗糙高度对nt的影响是有限的;建筑布局能够明显改变街谷气流组织结构和换气能力,尤其是上风侧缺口的数量、宽度及缺口之间的相对位置.

气弹耦合作用下旋转对海上风力机叶片振动特性的影响

针对大型风力机叶片,采用UG软件完成了叶片的实体建模,利用ANSYS开展了气弹耦合作用下旋转叶片振动特性的模拟和分析。结果表明:旋转不但显著增加了叶片位移和应力响应峰值,而且加剧了响应曲线的波动,旋转效应的贡献先减小后增大且随来流风速的增加呈现相同的变化;随着转速或来流风速的增加,叶片最大位移及其增幅沿翼展方向均呈非线性增长趋势,叶片根部和中部应力峰值的增幅均较为明显。结果可为风力机叶片优化设计提供技术参考。

风力机双参数机舱传递函数构建方法

自由来流风速是影响风电机组叶片气动性能、运行控制策略、功率特性的重要因素。针对常用机舱传递函数在估算自由来流风速时考虑因素单一的问题,以风电机组的能效后评估为依托,借助机舱式激光雷达对自由来流进行测量,结合机组运行状态建立了测风数据的有效性筛选方法;基于曲面拟合的方式研究自由来流风速与同期机舱风速、机组输出功率的相关关系,提出了一种双参数机舱传递函数的拟合构建方法,其拟合优度相对于常用单参数传递函数有了一定程度的提升。采用该方法可降低机组后评估时对遥感测风装置的依赖,为同场区该型号机组能效评估中涉及的自由来流风速获取提供了一种精度较高的工程估算方案。

施工扬尘空间扩散影响因素数值模拟研究

围挡高度和来流风速是影响施工扬尘空间扩散的主要因素。以北京市某工地为例,选取某个时期的施工扬尘数据进行数值模拟,并与工地实测扬尘浓度数据进行对比验证。通过分析工地施工期间的气象风速资料,选取2,3,4,5,7 m/s和9 m/s共6种指数律剖面来流风速,以及1.8,2.0,2.2,2.5,2.8 m和3.0 m共6种围挡高度,进行施工扬尘空间扩散的数值模拟,对比分析不同围挡高度和来流风速下施工扬尘的空间分布与扩散特性。为综合评估施工扬尘对人体及外界环境的影响,提出将呼吸高度0.5~1.5 m范围内的平均扬尘排放率和扬尘的逃逸比作为评估指标。结果表明:6种来流风速下,3.0 m围挡高度的平均扬尘排放率指标整体最低,扬尘污染对人体的危害最小;相同风速下,6种围挡高度的扬尘逃逸比基本一致,对外界环境的影响程度相同;来流风速为3 m/s时,施工扬尘对人体的危害最大;来流风速为5 m/s时,施工扬尘对外界环境的危害最大。

新月形沙丘表面流场特征

目前对新月形沙丘表面流场尤其是涡流区的复杂流动结构缺乏全面的认识,新月形沙丘形态特征和来流风速对流场结构的影响需进一步研究。利用CFD数值模拟的方法,采用RNG k-ε湍流模型,研究了在不同几何参数和来流风速下新月形沙丘表面的流场特征,重点研究了背风侧涡流区的流动特征及范围与沙丘几何参数和来流风速的关系。结果表明:新月形沙丘高度越高、迎风坡坡度越大,其尾流涡流区长度越长,长度为沙丘高度的5~7倍;来流风速对尾流附着点的位置影响较小,不同来流风速导致的涡流区长度为沙丘高度的6~7倍;来流风速越大,尾流保护区长度越短,沙丘对流场的干扰范围越小。本研究深入解析了流场对新月形沙丘形态的塑造作用,进一步从流场的角度印证了新月形沙丘翼角下游小新月形沙丘形成的成因。

沙丘迎风坡曲率对风速加速因子的影响

采用FLUENT软件对沙丘迎风坡风速加速过程进行计算,研究沙丘高度、来流风速、迎风坡角度和曲率对迎风坡加速因子的影响,结果显示,来流风速和沙丘高度对加速因子的影响不明显,迎风坡曲率和迎风坡角度对加速因子有明显的影响,并给出加速因子随曲率和迎风坡角度变化的拟合公式。