[发明专利]一种基于改进Jensen模型的风力机尾流计算方法及系统

权利要求书

1.一种基于改进Jensen模型的风力机尾流计算方法，其特征在于，包括：

输入相关参数，根据尾流区风速径向分布的余弦模型，得到风速u_x与轴线风速u_axis的关系；其中，相关参数包括：第一空气流的相关参数、第二空气流的相关参数、第三空气流的相关参数、风力机相关参数及标准风速u₀；其中，所述第一空气流的相关参数包括：第一空气流速度u₁、第一空气压强p₁，所述第二空气流的相关参数包括：第二空气压强p₂，所述第三空气流的相关参数包括：第三空气流速度u_x、尾流区半径r_x，所述风力机相关参数包括：标准风轮半径r0；其中，所述轴线风速u_axis通过以下公式得到：

其中，u_x为风速，u₀为标准风速，π为圆周率；

根据尾流区半径的幂模型，得到风速轴向分布模型，其中，所述风速轴向分布模型为：

根据所述余弦模型及所述尾流区半径的幂模型，得到改进Jensen模型，其中，所述改进Jensen模型具体为：

其中，A₀为实际风轮半径R₀与自然数20的比值，即

a₀为待定系数，通过MATLAB拟合环境湍流强度为9％工况下的数值模拟结果得到的尾流区边界；

x为风轮下游轴向位置，r₀为风轮半径，u_x为风速，u₀为标准风速，C_T为推力系数，r_x为尾流区半径，R₀为实际风轮半径；π为圆周率。

2.如权利要求1所述的一种基于改进Jensen模型的风力机尾流计算方法，其特征在于，所述尾流区风速径向分布的余弦模型具体为：

其中，u_r为尾流截面内偏离尾流中心距离r处的风速大小，u_x为风速，u₀为标准风速，r_x为尾流区半径，r为尾流区横截面内某位置偏离尾流中心的距离，x为风轮下游轴向位置，π为圆周率。

3.如权利要求1所述的一种基于改进Jensen模型的风力机尾流计算方法，其特征在于，所述尾流区半径的幂模型具体为：

其中，A₀为实际风轮半径R₀与自然数20的比值，即

a₀为待定系数，通过MATLAB拟合环境湍流强度为9％工况下的数值模拟结果得到的尾流区边界。

4.如权利要求1所述的一种基于改进Jensen模型的风力机尾流计算方法，其特征在于，还包括：将相关参数输入至原Jensen模型，得到第一结果值；将相关参数输入至数值模拟模型，得到第二结果值；将所述第一结果值与第二结果值对比分析，得到误差产生原因。

5.如权利要求1所述的一种基于改进Jensen模型的风力机尾流计算方法，其特征在于，还包括：根据不同环境湍流强度下的拟合结果确定了新参数a₀的经验计算公式；其中，所述经验计算公式具体为：

a₀＝17.5TI+1.705；

TI为环境湍流强度。