[发明专利]一种风力机涡尾迹修正方法

摘要

本发明涉及风力机测试技术领域，公开了一种风力机涡尾迹修正方法，通过获取风力机叶片数量、风轮半径、风轮转速和叶片弦长，根据风力机运行当地的主风向的风速、空气密度及空气粘度，确定风力机叶片的来流风速和迎角，计算涡尾迹形状，根据尾迹角区域使用不同涡核模型更加准确合理地描述尾迹流场。在初始尾迹角附近时，采用Scully涡模型；向前、向后的尾迹角范围，采用Lamb‑Oseen涡模型；根据流场尾迹角区域选用不同的有效粘性扩散因子。本发明根据尾迹流场时间历程和空间分布的差异，对一般涡尾迹计算的尾流模型进行修正，使涡尾迹计算的结果更合理、准确。

主权项

1.一种风力机涡尾迹修正方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：获取风力机叶片数量、风轮半径、风轮转速和叶片弦长；S2：根据风力机运行当地的主风向的风速、空气密度及空气粘度，确定风力机叶片的来流风速和迎角；S3：计算涡尾迹形状，在初始尾迹角附近，尾迹角的范围为30°～320°采用Scully涡模型；尾迹角30°以前、320°以后尾迹角范围，采用Lamb‑Oseen涡模型；涡核模型计算诱导速度公式为：其中r为风轮半径，Γ为涡强，r_c为对应于周向诱导速度最大位置的涡核半径；n的取值为1或2；S4：根据流场尾迹角区域选用不同的有效粘性扩散因子；计算涡周围的切向旋转速度，计算公式为：r_c为粘性核半径，为用r_c无量纲化的半径；r_c随时间t变化关系为：r_c随尾迹角ζ变化关系为：其中，γ为运动粘性系数，γ＝1.4607×10^‑5m²/s；α＝1.25643；δ为有效粘性扩散因子，其取值为从叶尖涡“卷起”阶段结束位置(尾迹角为240°)开始到其后120°范围，取值为0～2；尾迹角超过360°开始，增长到10以上；Ω为风轮旋转速度，r₀为叶尖涡“卷起”阶段结束位置的初始涡核半径，ζ₀为叶尖涡“卷起”阶段结束位置的尾迹角。