[发明专利]一种用于风电叶片全局流场的高精度混合测试方法

权利要求书

1.一种用于风电叶片全局流场的高精度混合测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：

确定旋转风电叶片的外部流场测试区、近壁区边界层流场计算区、以及所述外部流场测试与所述近壁区边界层流场计算的重叠区域的流场重构区；

进行所述外部流场测试，采用PIV测试技术，选取PIV实验测试参数，获得所述旋转风电叶片的周围流场测试数据；

进行所述近壁区边界层流场计算，采用CFD计算方法，确定初始边界条件，结合表征所述旋转风电叶片的流场N-S动量方程，如下公式所示：

其中，υ为流动速度，为速度随时间的变化量，v为流体粘度，ρ为流体密度，f为外部作用力，p为流动受到的压力，Δυ为速度变化量，进而完成近壁区边界层流场的计算；

进行所述重叠区域的流场重构，将所述重叠区对应的所述周围流场测试数据作为初始速度值，进行节点速度重构，并对应所述CFD计算的时间步，完成所述重叠区的速度矢量由所述近壁区边界层计算得到的数据和所述周围流场测试数据之间的线性权重新组合，得到重构的流场数据；

将所述旋转风电叶片周围流场测试数据、近壁区边界层流场计算数据和重构的流场数据进行合并，得到所述旋转风电叶片的全局流场。

2.根据权利要求1所述的用于风电叶片全局流场的高精度混合测试方法，其特征在于，所述PIV实验测试参数包括激光能量、高速相机采集频率和示踪粒子浓度。

3.根据权利要求1所述的用于风电叶片全局流场的高精度混合测试方法，其特征在于，所述外部流场测试过程中，根据所述旋转风电叶片的结构选取二维PIV测试技术或三维PIV测试技术。

4.根据权利要求3所述的用于风电叶片全局流场的高精度混合测试方法，其特征在于，当旋转风电叶片为二维风电翼型时选用二维PIV测试技术；当沿流向或展向具有三维变化的风电翼段或风电叶片时选用三维PIV测试技术。

5.根据权利要求1所述的用于风电叶片全局流场的高精度混合测试方法，其特征在于，所述进行节点速度重构时采用最小二乘法和泊松方程。

6.根据权利要求1所述的用于风电叶片全局流场的高精度混合测试方法，其特征在于，所述测试方法还包括计算所述旋转风电叶片的时间和空间导数，重构叶片表面的压力梯度和压力场，获得气动力分布。

7.根据权利要求6所述的用于风电叶片全局流场的高精度混合测试方法，其特征在于，所述重构叶片表面压力梯度和压力场时采用泊松法、伯努力法或直接积分的方法。

8.根据权利要求6所述的用于风电叶片全局流场的高精度混合测试方法，其特征在于，所述获得气动力分布时采用施加体积分或面积分的方式。

9.根据权利要求1所述的用于风电叶片全局流场的高精度混合测试方法，其特征在于，所述CFD计算方法包括DNS、RANS和LES。