风机叶片覆冰机理与预测分析

来源：计算力学学报杂志2021年第3期北京时间：

作者：于东玮,司广全,孔祥逸,温建民,陈锋,张大勇,操太春

单位：大连理工大学 海洋科学与技术学院, 盘锦 124221,大连理工大学 运载工程与力学学部, 大连 116023,中国华能集团公司火电建设中心, 北京 100031,大连理工大学 海洋科学与技术学院, 盘锦 124221,新疆金风科技股份有限公司, 乌鲁木齐 830026,新疆金风科技股份有限公司, 乌鲁木齐 830026,大连理工大学 海洋科学与技术学院, 盘锦 124221,大连理工大学 宁波研究院, 宁波 315000,大连理工大学 海洋科学与技术学院, 盘锦 124221,大连理工大学 运载工程与力学学部, 大连 116023

摘要：高原和寒冷地区风能资源十分丰富，风机在此地区运行时叶片表面极易出现覆冰现象。针对寒区风机叶片覆冰问题，本文首先明确覆冰机理以及主要的影响参数；基于数值模拟分析在冻雨条件下，环境因素和叶片几何参数对叶片覆冰的影响。结果表明，当温度不变，风速从2 m/s增加到4 m/s时，叶片表面的最大覆冰厚度增幅高达117%；当风速从4 m/s到10 m/s时，最大冰厚增幅逐渐减小到0.9%，覆冰质量随着风速的增加呈线性增长。当风速不变，温度从-1 ℃降到-2 ℃时，叶片表面的覆冰质量和最大冰厚分别增加71%和24%；当温度从-2 ℃到-5 ℃时，覆冰质量和最大冰厚增幅减小到1.7%和0.9%。当温度和风速在某一固定值时，覆冰质量和最大厚度随着叶片相对厚度和攻角的增加而增大。

关键词：风机叶片,覆冰,数值模拟,高寒环境,雨凇,

基金资助：辽宁省高等学校创新团队（LT2019004）资助项目.