新型双风轮风力机气动特性的三维流场数值模拟

周云龙， 杨承志， 李律万

（1.东北电力大学 能源与动力工程学院，吉林132012；2.中科院广州能源研究所，广州510640）

风力发电在洁净可再生能源的开发利用中占有 重要的地位，风轮是风力发电机捕捉风能的关键部件，它的设计直接决定了风力机的出力和风能转换效率，因此风轮的研究是风力机整机设计的重点.传统的单风轮风力机叶片少则迎风面积小，叶片多则转速低，都不能获得较高的输出功率，而新型的双风轮风力机（见图1）则弥补了单风轮风力机的缺陷，在发电机的两侧装设前后2个风轮，后风轮捕捉前风轮的漏风，增大了风力机的捕风面积，并且各自保持了较高的转速，同时应用了新型、高效的对转式异步发电机［1］，前、后2个风轮分别带动发电机的内、外转子进行相对旋转运动，增大了线圈切割磁感线的速度，从而获得了较大的发电功率.

图1 新型双风轮风力机结构示意图Fig.1 Structural diagram of a new double－rotor wind turbine

然而，目前双风轮风力机作为一种新型的风力机，各国对其的研究还处于起步阶段.日本的Kubo［2］以及国内的安源等［3］对2个风轮同侧布置的双风轮风力机已经有了初步的研究成果，但是这种布置方式在实际运行中存在缺陷，例如转动部件摩擦严重、整个风力机维持受力平衡困难以及2个风轮由于间距小、可调性差而造成碰撞风险等，影响了风力机的运行安全和使用寿命.2个风轮异侧布置的新型双风轮风力机可以有效地解决同侧布置存在的问题，并且可以同样……