水平轴风力涡轮设计与性能预估方法的三维失速延迟模型——Ⅰ.理论基础

目前广泛使用的水平轴风力涡轮设计及性能预估方法是基于经典的二维叶素理论以及二元风洞翼型实验数据。由于风力涡轮的三元作用及旋转影响，在高风速工况（即在高能量输出工况）下，应用该方法得到的功率输出设计值通常低于实际测量值，即存在失速延迟现象，大大限制了风力涡轮的作功能力。为了解决这一问题，在不改变原设计及性能预估方法理论基础的前提下，以旋转叶轮三维边界层方程为理论基础，分析讨论了产生这种失速延迟现象的机理。通过积分方程的求解，得到计及三元及旋转作用的关键影响参数，以及这些参数的作用范围和量级，为建立水平轴风力涡轮设计与性能预估方法的三维失速延迟模型提供了理论基础。