分享SWT气动力学计算理论

samtech2012

Samcef for wind turbines 将风力发电机的主要气动力学、结构和控制等方面整合到一个全耦合的动力学环境中。所建模型包含了风力机的全部部件（风轮桨叶，塔筒，传动系统以及控制等）。

利用samcef求解器MECANO可以进行时程的瞬态分析，能够考虑系统的结构，多体，气动力和控制这些因素，形成非线性的高耦合系统。非线性主要体现在气动力学、控制器以及非线性的结构和多体因素（如非线性刚度，非线性材料特性，轴承间隙和结构的的大位移变形等）。SWT的气动载荷计算基于叶素动量定理（BEM）并包含了业界应用的标准修正半经验模型，这样可以进行更准确的气动弹性计算。控制器可以通过外部动态链接库（DLL）导入模型。SWT内部也含有已经有samtech开发的用于风力机仿真的典型控制器。

基于BEM的空气动力学计算，包含多种典型的修正计算（叶尖及轮毂损失，塔影，低叶尖速比的弱化效应），还包含半经验次级系统模型，这可以对不稳定的气动力学进行高精度计算（如动态入流和动态失速）。

风力机桨叶的气动力学离散化

求解每一时刻的气动力学问题需要通过对气动单元的计算进行，而这些单元分布在桨叶各段上的结点上。每个单元的气动计算，取决与不考虑厚度的局部的气动参数，如弦长，扭脚及翼型特征等。由于气动力学计算能够借助于有限元进行，气动负载就可以通过计算每个气动单元上的节点的特定即时位置，速度及加速度进行。

SWT的风轮模型需要标准的气动数据，这些包括翼展方向上的弦长变化，扭矩和桨叶厚度，以及气动参数（Cl,Cd，Cm）。对于bladed rotor，需要根据相对翼展升力厚度分布来对Cl，Cd，Cm进行插值。这种插值计算是沿着翼展方向自动运行的。

气动力学计算的结果是翼展方向上单位长度的载荷，这些载荷在之后计算中需要用到。

其他的动态入流次级模型，动态失速次级模型应用介绍，请查看详细资料。

hwen78

不太了解气动计算。