風力機翼型不確定性CFD模擬方法研究.pdf

1、風力機是風力發(fā)電機組的主要設備，風力機的設計水平直接影響到風力發(fā)電組的發(fā)電效率及電能質量，研究風力機葉片的空氣動力學特性是進行風力機設計的基礎和關鍵。傳統(tǒng)的風力機葉片設計基于已知確定參數(shù)的CFD模擬及實驗方法，而在實際環(huán)境中，風力機運行受到多種不確定性因素的影響，單純的確定性CFD數(shù)值分析方法早已不能滿足更高的設計要求，發(fā)展基于不確定性分析方法的數(shù)值模擬方法及魯棒優(yōu)化設計方法是提高風力機運行的可靠性，降低其對外界因素的敏感性的有效途徑。

2、
　　本文主要研究基于不確定性分析方法的CFD方法及其在風力機不確定性氣動模擬中的應用，首先，比較了幾種常用的不確定性分析方法，包括蒙特拉羅方法、拉丁超立方采樣法、非嵌入式多項式混沌法等。通過分析各方法的優(yōu)劣，提出了一種基于最大最小準則和正交性準則的優(yōu)化拉丁超立方分析方法。其次，利用隨機的Burgers方程在單一不確定因素下對各方法進行計算，驗證了各方法的效率和精度;利用隨機方腔頂蓋驅動流驗證了多個不確定因素下各方法的效率和精度。

3、然后，將經(jīng)過驗證的不確定分析方法引入風力機翼型的不確定性氣動分析中，研究了無粘條件及來流攻角不確定條件下NACA0012翼型的氣動特性，以及有粘條件下來流速度及攻角分別為不確定條件下S809翼型的氣動特性，研究表明在給定的攻角不確定性條件下，翼型的前緣存在著壓力系數(shù)的方差極大值，即存在不確定性波動;對于給定的速度不確定條件下，翼型前緣、吸力面及壓力面中部、以及尾緣處均存在壓力系數(shù)的方差極大值。
　　最后總結了前面的研究工作，并對基