NREL Phase VI 风力机气动性能仿真

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在风力机空气动力学研究领域,NREL Phase VI 风力机是广受认可的标准测试案例,其风洞试验数据已成为验证 CFD 数值仿真方法的重要基准。本验证案例演示如何使用 COMSOL Multiphysics 对 NREL Phase VI 水平轴风力机进行空气动力学仿真。该风力机的转子直径为 10.058 m,额定转速为 72 rpm,计算工况覆盖了 5 ~ 10 m/s 的典型运行风速区间。CFD 仿真采用 RANS SST 湍流模型求解流场,并通过“旋转域”结合“冻结转子”法来模拟叶片的旋转运动。为确保计算精度,叶片表面采用了四面体网格与边界层网格相结合的精细化划分方案,能够准确解析叶片表面的气动载荷。结果表明,仿真得到的风力机转矩和功率与公开发布的 NREL Phase VI 试验数据高度一致。

案例中展示的此类问题通常可通过以下产品建模: