水池试验中浮式垂直轴风机气动载荷等效方法及试验方法技术

一种水池试验中浮式垂直轴风机气动载荷等效方法及试验方法，包括以下步骤：计算目标工况下实体风机受到的实时气动载荷F，并得到实体风机的叶轮中心高度H<subgt;hub</subgt;，实时转速ω；设计半物理模型需要模拟的模型气动载荷F<subgt;m</subgt;＝F/λ<supgt;3</supgt;,模型目标转速ω<subgt;m</subgt;＝ω×λ，半物理模型包括物理浮式基础以及设置于物理浮式基础上的数值叶轮模型，数值叶轮模型包括第一旋翼和第二旋翼，一旋翼和第二旋翼整体转速为ω<subgt;m</subgt;并以风机中轴为中心自转，第一旋翼和第二旋翼产生的推力合力的大小为模型气动载荷F<subgt;m</subgt;的大小，进而得到方向和大小随时间变化的模型气动载荷F<subgt;m</subgt;。从而实现以半物理模型试验的方式实现垂直轴风机所受气动载荷的等效，为垂直轴风机动力学试验阶段的研究和验证提供有效的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力发电，尤其是一种水池试验中浮式垂直轴风机气动载荷等效方法及试验方法。

技术介绍

1、根据风机旋转轴方向的不同，浮式风机主要分为两大类：水平轴浮式风机和垂直轴浮式风机。相比于水平轴形式，垂直轴形式具有以下独特的优势：(1)万向受风；(2)叶片结构简单，便于制造；(3)重心低，安装、维护费用较低；(4)气动噪声较小；(5)受尾流影响小，适合搭建大规模风场。这些优势使得垂直轴风机在大型化、规模化、经济化等方面前景广阔，近年来垂直轴风机已成为学术界和工程界的研究热点。

2、浮式风机缩比模型水池试验被认为是研究浮式风机动力学、验证新型浮式平台概念、校验数值计算工具最精确可靠、经济可行的方法。水池模型试验可分为全物理模型试验和半物理模型试验。全物理模型试验更加关注浮式平台及系泊系统的水动力学问题，应优先考虑弗汝德相似定律；然而，在弗汝德相似定律下，雷诺数会发生几个量级的下降，这使得模型风机的风轮推力相比理论值发生大幅下降，这被称为雷诺缩尺效应。风轮推力是影响浮式风机运动的重要激励力，不准确的风轮推力必将导致不准确的浮式风机运动性能评估。对本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水池试验中浮式垂直轴风机气动载荷等效方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的水池试验中浮式垂直轴风机气动载荷等效方法，其特征在于：所述实体风机数值计算步骤中，目标工况包括波浪载荷，数值计算过程中实体风机的数值模型在波浪载荷作用下，计算实体风机受到的实时气动载荷F。

3.如权利要求1所述的水池试验中浮式垂直轴风机气动载荷等效方法，其特征在于：所述数值叶轮模型(1)还包括，支撑杆(13)，所述支撑杆(13)的两端分别安装所述第一旋翼(11)和第二旋翼(12)；

4.如权利要求1所述的水池试验中浮式垂直轴风机气动载荷等效方法，其特征在...

【技术特征摘要】

1.一种水池试验中浮式垂直轴风机气动载荷等效方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的水池试验中浮式垂直轴风机气动载荷等效方法，其特征在于：所述实体风机数值计算步骤中，目标工况包括波浪载荷，数值计算过程中实体风机的数值模型在波浪载荷作用下，计算实体风机受到的实时气动载荷f。

3.如权利要求1所述的水池试验中浮式垂直轴风机气动载荷等效方法，其特征在于：所述数值叶轮模型(1)还包括，支撑杆(13)，所述支撑杆(13)的两端分别安装所述第一旋翼(11)和第二旋翼(12)；

4.如权利要求1所述的水池试验中浮式垂直轴风机气动载荷等效方法，其特征在于：所述旋转主轴(14)的中部设置有多个配重块(16)，配重块(16)通过连接杆(17)与所述旋转主轴(14)连接；

5.如权利要求4所述的水池试验中浮式垂直轴风机气动载荷等效方法，其特征在于：所述配重块(16)与所述连接杆(17)滑动配合，并设置有用于固定所述配重块(16)的第一锁定结构；所述连接杆(17)与...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹群，张欣玉，陈枫，陈颖，张凯，汤明刚，程小明，俞俊，
申请(专利权)人：深海技术科学太湖实验室，
类型：发明
国别省市：