一种模拟风力机尾流的改进制动面模型建立方法与流程

技术特征：

1.一种模拟风力机尾流的改进制动面模型建立方法，其特征是，包括如下步骤：

1)将风力机叶片简化成无厚度的平面，在平面上施加不连续的压力来模拟叶片对气流的作用，形成致动模型；

2)通过BEM理对致动模型计算各截面位置的入流角φ和攻角α大小，利用迭代法计算诱导因子，再根据二维翼型气动数据查表获得每个翼型升力系数和阻力系数；计算得到叶片叶展方向单位长度上的体积力，从而得到沿叶片展向单位长度上的体积力源项，其中，体积力分布采取分段线性分布；

3)将体积力源项添加到制动面模型所定义的无厚度平面上，并添加一个体积力修正系，得到修正后的体积力；

4)将叶片所在平面作为制动面所在平面，根据待确定点与各个叶片的向量积对待确定点的位置进行判断，实现网格点自动识别；并将修正后的体积力线性分段分布加载到制动面上的点中；

5)计算模拟流场：叶片旋转后，在每个时间步长上对制动面网格重复以上步骤进行识别。

2.根据权利要求1所述的一种模拟风力机尾流的改进制动面模型建立方法，其特征是，所述步骤2)中对体积力分布采取分段线性分布时，以翼型的1/4c弦长位置为分界点，且保持1/4c弦长位置处翼型的俯仰力矩为零。

3.根据权利要求1所述的一种模拟风力机尾流的改进制动面模型建立方法，其特征是，所述步骤2)中具体计算过程如下：

相对于叶片的空气流相对速度式中，Ω表示风轮转速；V_z表示相对径向速度；r为风轮半径；V_θ表示切向速度；V_rel表示合速度；旋转平面的入流角φ可用下式求得

攻角α＝φ-γ，其中γ为安装角；叶片叶展方向单位长度上的体积力由下式确定式中：C_L＝C_L(α,Re)表示升力系数；C_D＝C_D(α,Re)表示阻力系数，是以攻角α和雷诺数Re为变量的函数；e_L为升力方向向量；e_D为阻力方向向量；雷诺数Re由c弦长和来流速度确定。

4.根据权利要求2所述的一种模拟风力机尾流的改进制动面模型建立方法，其特征是，所述步骤4)中判断方法为：记O点为叶片旋转中心，P点是风轮旋转平面内任意一点，任意选择一个叶片，Q为该叶片弦线上一点；

若则P点在叶片弦线右边；

若则P点在叶片弦线左边；式中，表示Z轴正方向单位向量，与来流风速方向相反；

若P点在弦线右边，且则P点在该叶片上；否则，判定P点不在该叶片上，则再依次与其他叶片进行匹配，确定点P在平面上的位置，从而实现计算中对平面上属于制动面范围内的网格点自动识别。