ECN Marco Caboni/ Senior Researcher

 

　　早上好，我叫做Marco，在ECN工作，我也是一個(gè)高級(jí)的研究員，很高興來到這里談到風(fēng)機(jī)動(dòng)力學(xué)前沿的研發(fā)。

　　這是我今天介紹的結(jié)構(gòu)，先介紹一下ECN，我所在的公司，下面是主要的內(nèi)容，我討論三點(diǎn)，第一個(gè)AVATAR項(xiàng)目，它是關(guān)于先進(jìn)大直徑葉輪驅(qū)動(dòng)工具，之后我們會(huì)談到葉片附加裝置一些設(shè)計(jì)和建模，比如說擾流器。之后是厚翼型的葉片研發(fā)。

　　我們公司位于荷蘭，但是在上海都有分部，我們有一些非常特殊的檢測(cè)機(jī)器，我們的使命是利用和開發(fā)市場(chǎng)所需要的知識(shí)和技能，這樣就能夠開發(fā)出可持續(xù)發(fā)展的能源體系，當(dāng)前我們的活動(dòng)在一些地區(qū)，專注的領(lǐng)域光伏，生物制能，以及能源效應(yīng)等等。在風(fēng)電領(lǐng)域我們的使命就是增加發(fā)電量和減少成本。比如說風(fēng)場(chǎng)氣動(dòng)學(xué)的研發(fā)。我們?cè)跍y(cè)量上有非常強(qiáng)勁的團(tuán)隊(duì)，最重要的是我們的團(tuán)隊(duì)就是氣動(dòng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)有了幾十年的經(jīng)驗(yàn)，并且開發(fā)出很重要的工具，無論是在風(fēng)場(chǎng)，還是風(fēng)力機(jī)組上。

　　這也能夠使我們更好的優(yōu)化風(fēng)場(chǎng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)營，以及在運(yùn)維上面做好管理，并且在噪聲作出預(yù)測(cè)。首先介紹一下AVATAR的項(xiàng)目，這個(gè)是在歐洲當(dāng)前所做的項(xiàng)目，主要是利用先進(jìn)的氣動(dòng)工具應(yīng)用在大直徑葉輪風(fēng)場(chǎng)上，我們以更大規(guī)模實(shí)現(xiàn)10MW上的風(fēng)機(jī)，我會(huì)討論一下未來風(fēng)機(jī)的情況，10MW規(guī)模以上。

　　現(xiàn)在的氣動(dòng)模型不能很好來設(shè)計(jì)大規(guī)模的風(fēng)機(jī)，所以未來的氣動(dòng)模型我們可以想到更大的，更長的葉片，它有著更大的雷諾系數(shù)和馬和系數(shù)的驗(yàn)證，未來氣動(dòng)模型可以展開柔性葉片部，其中一個(gè)概念就是用厚的翼型。最后一點(diǎn)未來的氣動(dòng)模型可以結(jié)合氣流的裝置。

　　在AVATAR當(dāng)中，我們?cè)诩訌?qiáng)我們的工具，改進(jìn)我們的工具去進(jìn)行更好的設(shè)計(jì)，并且對(duì)工具進(jìn)行實(shí)證的驗(yàn)證，并且在嚴(yán)整其他的建模，比如說渦流發(fā)生器，葉根擾流板等等，下面介紹一下ECN  RFOIL的軟件，它的估算方法用在厚翼型，它是在持續(xù)改進(jìn)過程中，適用于厚的翼型，最新的改進(jìn)是用在非常厚的翼型，現(xiàn)在的測(cè)量可以提升效率，并且商業(yè)版本誤差控制在10到25%之間，而阻力預(yù)估值誤差小于15%。

　　這個(gè)是我們實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模型，高雷諾數(shù)，我們有非常特殊的實(shí)驗(yàn)，也是可以在加壓風(fēng)動(dòng)里面進(jìn)行，對(duì)翼型模型進(jìn)行檢測(cè)，我們也在加壓風(fēng)洞可以看到一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，雷諾數(shù)高達(dá)15 ，并且進(jìn)行了一些盲測(cè)對(duì)比，就像圖中展示的結(jié)果一樣，我們可以看到氣動(dòng)模型能夠根據(jù)結(jié)果來進(jìn)行改進(jìn)，比如說左邊有藍(lán)色是實(shí)驗(yàn)結(jié)果，虛線是標(biāo)準(zhǔn)組，而且右邊是可以看到樣機(jī)的曲線，它也強(qiáng)調(diào)了一點(diǎn)，當(dāng)前的模型要進(jìn)一步驗(yàn)證，來適用于更高的雷諾數(shù)。這些特殊的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚋倪M(jìn)適用于高雷諾數(shù)氣動(dòng)模型的設(shè)計(jì)。

　　下面的重點(diǎn)是葉片附加裝置，這樣能夠提升科技，并且能夠提高發(fā)電量，在這個(gè)領(lǐng)域，我們的研發(fā)也是非常出色，比如說我們新設(shè)計(jì)了一些新發(fā)電裝置，像渦流發(fā)生器和葉根擾流板。

　　首先介紹一下葉根擾流板，它是ECN  專利項(xiàng)目，可以提高風(fēng)機(jī)的性能效率，通過使用葉根擾流板，尤其在大的葉片上使用擾流板，其實(shí)取決于具體葉片的設(shè)計(jì)，可以電力提高0.5%到1%之間，還有改進(jìn)的一些渦流發(fā)生器的設(shè)計(jì)，這個(gè)也是獨(dú)家擁有的解決方案，在設(shè)計(jì)渦流發(fā)生器當(dāng)中遇到一些挑戰(zhàn)，比如說對(duì)一些翼型來進(jìn)行修正，這樣才能更好適應(yīng)渦流發(fā)生器，有兩個(gè)解決方案一個(gè)是短期，一個(gè)是中長期，對(duì)短期來說基于經(jīng)驗(yàn)的方法，具體的解決方案，我們也在執(zhí)行，它是一個(gè)長期的方案，是我們正在努力的，也是在改進(jìn)ECN  RFOIL軟件，并且用于渦流發(fā)生器性能的估測(cè)評(píng)估。

　　最后一個(gè)談我們的概念，使用很厚葉輪細(xì)長葉片，事實(shí)上更長的葉片也面臨負(fù)載挑戰(zhàn)，所以為了保證性價(jià)比，我們需要開發(fā)出新的概念，其中一點(diǎn)就是在外側(cè)部分應(yīng)用厚的葉輪以降低能源成本是非常有發(fā)展前景的前沿概念，它能夠降低泵本。第二經(jīng)厚的翼型可改善葉片的結(jié)構(gòu)特性，它更好利用空氣動(dòng)力的性能，我們也在設(shè)計(jì)葉片上努力，使用更厚的翼型，因?yàn)榛诔杀镜目紤]。這是我們對(duì)ECN翼型優(yōu)化流程，我們的優(yōu)化是基于比較先進(jìn)的算法，我們的翼型定義還有翼型氣動(dòng)評(píng)估，那么根據(jù)我們目前的結(jié)果，我們的厚翼型有很好的應(yīng)用前景，可以使用厚翼型取代之前大型的葉片。我們發(fā)現(xiàn)厚翼型出力性損失在有限的范圍，同時(shí)疲勞載荷和葉片重量有所降低，重量可以減少2%，根據(jù)我們的優(yōu)化結(jié)果。這個(gè)是我今天所有的介紹，非常感謝各位的聆聽！