垂直轴风力机叶片动态失速发展的时间尺度
流体动力学
2023-03-30 v2
摘要
垂直轴风力机是使风能技术多样化的有力候选，但其气动复杂性限制了工业部署。为提升垂直轴风力机的效率与寿命，我们需要数据驱动的模型与控制策略，以考虑非定常流动发展中后续事件的时序与持续时间。本文旨在刻画导致垂直轴风力机叶片动态失速的事件链，并量化涡轮运行条件对各流动发展阶段持续时间的影响。我们给出了风力机模型在宽范围叶尖速比下经历动态失速的时间分辨流动与非定常载荷测量。利用本征正交分解识别主导流动结构，并区分出六个特征失速阶段：附着流、剪切层增长、涡形成、上风失速、下风失速与流动再附着阶段。各阶段的时序与持续时间最好由无量纲对流时间刻画。动态失速阶段也基于气动力测量得以识别。大部分气动功在剪切层增长与涡形成阶段完成，这凸显了管理垂直轴风力机动态失速的重要性。
引用
@article{arxiv.2210.16259,
title = {Timescales of dynamic stall development on a vertical-axis wind turbine blade},
author = {Sébastien Le Fouest and Daniel Fernex and Karen Mulleners},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.16259},
year = {2023}
}