附件C：譯文

風(fēng)力機(jī)流體動力學(xué)設(shè)計(jì)：葉素動量理論的關(guān)鍵問題分析、優(yōu)化和應(yīng)用

R.Lanzafame，M.Messina
DIIM—Dipartimento di Ingegneria Industriale e Meccanica, Faculty of Engineering,
University of Catania, Viale A. Doria, 6–95125 Catania, Italy

摘要

在本文中，將會在葉素動量理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行改善，提出一個(gè)用于風(fēng)力機(jī)流體動力學(xué)設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。并在設(shè)計(jì)和非設(shè)計(jì)工況下，使用該數(shù)學(xué)模型仿真風(fēng)力機(jī)在整個(gè)風(fēng)速的變化范圍內(nèi)的性能狀況，將得到的仿真數(shù)據(jù)與在相關(guān)文獻(xiàn)中找到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。同時(shí)，本文中也提出另外幾個(gè)修正的仿真模型使得仿真數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)達(dá)到最大限度的一致性。而其中特別關(guān)心的是，切向誘導(dǎo)因子以及用來描述升力系數(shù)和阻力系數(shù)的模型。接著會對本文中提出的數(shù)學(xué)模型與那些在其他文獻(xiàn)中所分析的數(shù)學(xué)模型作出比較。最后，這個(gè)模型會用來進(jìn)行風(fēng)輪的性能優(yōu)化，而又因?yàn)樵诘惋L(fēng)速的時(shí)候，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟動階段的發(fā)電能力具有極其重要的影響，因而會特別注意這個(gè)時(shí)候的性能優(yōu)化。
關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；風(fēng)力機(jī)；葉素動量理論；流體動力學(xué)設(shè)計(jì)

1引言

科學(xué)界和工業(yè)界經(jīng)常使用的數(shù)學(xué)模型是一種基于葉素動量理論（Blade Element Momentum，BEM）的模型[1-3,5-9,11-17]。這個(gè)數(shù)學(xué)模型為進(jìn)行風(fēng)輪葉片的流體動力學(xué)設(shè)計(jì)提供條件，也為在設(shè)計(jì)階段和非設(shè)計(jì)工況下評估風(fēng)力機(jī)的性能提供條件。通過使用這種模型，可以合理地對風(fēng)輪進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇風(fēng)力機(jī)的幾何參數(shù)（風(fēng)輪直徑，空氣動力學(xué)翼型，葉片弦長，葉片漿距角和葉片扭角），評估作用在葉片上的力以及轉(zhuǎn)軸上的力矩和能量。同時(shí)通過使用這個(gè)數(shù)學(xué)模型，可以合理地評估風(fēng)力機(jī)工作在寬的風(fēng)速變化范圍內(nèi)的性能。
葉素動量理論是基于Glauert螺旋槳理論[9]，通過適當(dāng)?shù)男拚鴳?yīng)用于風(fēng)力機(jī)。在近些年來，葉素動量理論已經(jīng)得到進(jìn)一步改善和修正，以提供日漸精確的計(jì)算