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大型风力机结冰过程水滴收集率三维计算
  • ISSN号:0258-1825
  • 期刊名称:空气动力学学报
  • 时间:2013.12.15
  • 页码:745-751
  • 分类:V211.3[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室,四川绵阳621000
  • 相关基金:国家自然科学基金(11172314)
  • 相关项目:结冰风洞试验数据修正理论和方法研究
中文摘要:

针对过冷水滴在风力机表面撞击结冰现象,建立了适合于大型风力机结冰过程水滴收集率计算的三维数值方法和计算程序。其基本思路为:采用多参考坐标系(MRF)方法计算空气流场,以流场分布的计算结果为基础,求解水滴相的控制方程,进而获得物体表面的水滴收集率。空气相控制方程和水滴相控制方程均写成典型输运方程的形式,采用一致的有限体积法离散求解,方便了计算程序的编制。对某1.5MW级水平轴风力机的水滴收集率进行了计算,获得了不同直径水滴在风力机表面的撞击特征以及水滴收集率在叶片上的分布规律,为进行风力机结冰及其防护研究打下了较好基础。计算表明:(1)轮毂上的水滴收集率极小,在进行结冰分析时,可以忽略轮毂结冰的影响;(2)水滴主要撞击在叶片前缘,且叶尖处收集率远比叶根处高。

英文摘要:

A kind of three dimension numerical method , which is suitable to calculate the droplet collection efficiency in the process of large-scale wind turbine icing, is presented. The flowfield of air is computed by Multiple Reference Frame (MRF) method. Based on the distribution of air flowfield, the governing equations of water phase are solved, and then the droplet collection efficiency is obtained. Both governing equations of gas and water phase are written in the form of typical transport equations, and are solved with the same finite volume method, which makes the compile of numerical codes easier. The droplet collection efficiency on a 1.5MW horizontal.axis wind turbine is computed, and the impingement characteristics of different diameter droplets are obtained, so as the distribution of droplet collection efficiency on blades are acquived. The results show that droplet collection coefficient on the hub is so little that ice on the hub can be ignored. Most water droplets impact on the leading edge of blades, and the collection efficiency on blade tip is much higher than that on blade root.

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期刊信息
  • 《空气动力学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国空气动力研究与发展中心
  • 主办单位:中国空气动力学会
  • 主编:邓小刚
  • 地址:四川省绵阳市二环路南段6号13-11信箱
  • 邮编:621000
  • 邮箱:kqdlxxb@aas.cardc.com
  • 电话:0816-2463287
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-1825
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1192/TK
  • 邮发代号:62-27
  • 获奖情况:
  • 1997年获中国科协评比的“全国优秀科技期刊二等奖”,1997年获中宣部、国家新闻出版局、国家科委“第二...
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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