[发明专利]风力发电机流场仿真测试方法及装置

权利要求书

1.一种风力发电机流场仿真测试方法，其特征在于，包括：

构建并基于风力发电机三维流场模型，对所述风力发电机进行当前时刻的瞬态流体动力学仿真，获取所述风力发电机和所述三维流场模型在当前时刻的仿真数据；

基于所述仿真数据和所述风力发电机的控制策略，获取所述风力发电机在下一时刻的仿真控制参数；

基于所述仿真控制参数，更新所述三维流场模型中公转区的参考参考坐标系转速和所述三维流场模型中自转区的网格节点转速；

其中，所述三维流场模型，包括：自转区、公转区和静止区；所述自转区，沿所述风力发电机中叶片的变桨轴线的方向周向延伸，所述自转区的半径大于所述叶片表面与所述叶片的变桨轴线之间的最大距离；所述公转区和所述静止区沿所述风力发电机中风轮旋转轴线的方向周向延伸，所述公转区的半径大于所述叶片的长度，所述静止区嵌套于所述公转区的外部。

2.根据权利要求1所述的风力发电机流场仿真测试方法，其特征在于，所述三维流场模型中的公转区是基于多重参考系模型建立的，所述公转区中的网格节点的空间坐标固定，所述多重参考系模型用于为所述公转区增加相对转速。

3.根据权利要求1所述的风力发电机流场仿真测试方法，其特征在于，所述三维流场模型中的自转区是基于滑移网格模型建立的，所述网格节点可围绕所述自转区的中轴线转动，滑移网格模型用于改变所述网格节点和所述三维流场模型边界的位置，以模拟所述叶片变桨时的流场变化。

4.根据权利要求1所述的风力发电机流场仿真测试方法，其特征在于，所述三维流场模型中，所述叶片的表面设置有边界层网格，且首层所述边界层网格的厚度满足预设条件；所述公转区与所述静止区采用共用网格节点的接触方式；所述自转区与所述公转区之间通过非共用节点的交界面实现数据传递；所述公转区的网格尺寸大于所述自转区的网格尺寸。

5.根据权利要求1所述的风力发电机流场仿真测试方法，其特征在于，所述自转区为圆柱体；所述自转区的中轴线与所述叶片的变桨轴线重合；所述自转区的一端与所述风力的旋转中心的距离为预设值；所述自转区的半径，基于所述叶片表面与所述叶片的变桨轴线之间的最大距离确定；所述自转区的长度基于所述叶片的长度确定。

6.根据权利要求5所述的风力发电机流场仿真测试方法，其特征在于，所述公转区为圆柱体，所述公转区的中轴线与所述风轮的旋转轴重合，所述风轮的旋转中心与所述公转区的中轴线的中点重合；所述公转区的半径基于所述自转区的长度确定；所述公转区的长度基于所述自转区的半径确定。

7.根据权利要求6所述的风力发电机流场仿真测试方法，其特征在于，所述静止区为环柱体；所述静止区的中轴线与所述风轮的旋转轴重合；所述静止区的外径基于所述公转区的半径确定；所述静止区进口边界与所述风力发电机中风轮组的距离，以及所述静止区出口边界与所述风轮组的距离，基于所述自转区的半径确定。

8.根据权利要求1至7任一所述的风力发电机流场仿真测试方法，其特征在于，所述三维流场模型由各叶片的三维流场模型构成；任一叶片的三维流场模型的边界为周期性对称边界。