4算例分析
4.1模型基本參數
以某年平均風速8 m/s 的二類風電場中5 MW風電機組葉片為研究對象，該機組風輪直徑127 m，葉片長62 m，額定風速12.2 m/s，風輪額定轉速13.5 r/min。在額定風速及額定轉速條件下，根據上述方法對葉片進行計算，得到各翼展處的參考風速及修正角度如表1所示。
根據表1的參考風速及修正角度，進行風電機組葉片結構建模，得到修正前后葉片的結構模型(圖2)。對修正后的結構模型進行有限元離散化，得到流場計算的全局網格及局部網格單元如圖4所示。計算節(jié)點共計30萬，網格單元共計86萬。
采用等效質量、剛度分布的方法建立風電機組葉片殼結構模型。葉根段厚度為0.12 m，葉尖段為0.012 m，中間各段厚度沿展向線性變化，網格采用三角形殼單元S3R。節(jié)點總數5000，單元總數10000。用于結構計算的葉片有限元網格單元如圖5所示。
4.2結果分析
風輪旋轉模擬模型與均勻來流初始模型的風電機組葉片表面壓力計算結果對比如圖6所示。兩種模型的葉片表面壓力呈現相同的變化規(guī)律，由葉根到葉尖逐漸減小;靠近葉尖處同一翼型截面上壓力沿前緣到尾緣先迅速減小到最小值，后逐漸增大。數值上，旋轉模擬模型葉片的表面壓力小于均勻來流初始模型，整體誤差小于5%,驗證了風輪旋轉模擬模型的可靠性。
風輪旋轉模擬模型與均勻來流初始模型的風電機組葉片40 m展向位置翼型周圍氣壓、流速的計算結果如圖7及圖8所示
