基于致动器线域动态大涡模拟耦合方法的串联风力机尾流干扰研究

玉泉张 ¹，人记 ^{2 *}，《太阳 ^{2 *}，智张¹， 郑元¹， 张的扛鼎之作¹， Xuewei张²而且 伊曼纽尔·费尔南德斯·罗德里格斯^3.

• ¹河海大学，中国
• ²哈尔滨工程大学，中国
• ^3.墨西哥梅里达技术学院

为了解水平轴风力机的流动效应，将致动器线(AL)与局部动态Smagorinsky (LDS)子网格模型相结合，建立了高保真低成本尾流模拟框架(AL-LDS耦合模型框架)。该方法对LDS子网格模型进行了初始编程和植入，并通过与经典Bluff-body流动实例的基准结果比较，验证了该模型的准确性和优越性。其次，选取NREL-5MW风力机的基准值，验证AL-LDS耦合模型的准确性。最后，将该研究推广到两串联转子尾迹之间的干扰预测。通过对上游风力机进行改造，在后处理过程中首次引入最新的第三代NewOmega涡识别方法，探讨了预锥特性对串联风力机整体尾迹和功率输出的影响。结果表明，串联风力机存在复杂的尾流干扰，锥前角的变化提高了上游风力机的输出功率，但不利于下游风力机的强尾流。在相同涡轮前锥角情况下，上游风力机的负前锥变化更有利于串联转子的整体功率输出。尽管上游风力机的最佳前锥角为0°，但由于风力机叶尖的柔性变形较大，-2.5°更为有利。这些发现可以作为改进风电场数值模拟的持续动力。