風(fēng)電場(chǎng)流場(chǎng)特性及風(fēng)機(jī)布局?jǐn)?shù)值模擬研究

張思瑤 趙超 隋東 張菁 王學(xué)濤

(1.沈陽市氣象局，遼寧 沈陽110168；2.東北大學(xué)，遼寧 沈陽110819)

引言

面對(duì)非可再生資源不斷減少的現(xiàn)狀，對(duì)太陽能、風(fēng)能、水能等可再生能源的開發(fā)利用變得尤為重要。電能作為國(guó)民生產(chǎn)和生活的基礎(chǔ)，其需求量隨著世界經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也在不斷增長(zhǎng)[1－3]。風(fēng)力發(fā)電作為電力能源的重要來源之一，主要依靠風(fēng)力機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電能。風(fēng)力發(fā)電具有無污染、綠色環(huán)保、資源可再生的優(yōu)點(diǎn)，因此風(fēng)力發(fā)電技術(shù)當(dāng)前已廣泛應(yīng)用于絕大多數(shù)國(guó)家。在大型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)中，風(fēng)力機(jī)發(fā)電功率一方面取決于風(fēng)機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)本身，另一方面取決于自然氣流調(diào)節(jié)和風(fēng)力機(jī)空間布局。風(fēng)力機(jī)的布局直接影響其工作性能和使用壽命，且特定地理環(huán)境對(duì)風(fēng)機(jī)空間布局有著特殊的需求[4－6]。

大型風(fēng)機(jī)由于生產(chǎn)成本高且安裝難度大，不易于采用傳統(tǒng)的風(fēng)洞等試驗(yàn)方法直接對(duì)其工作性能進(jìn)行研究。而多機(jī)組布局的風(fēng)電場(chǎng)中的受風(fēng)力機(jī)工作性能又受風(fēng)電場(chǎng)流場(chǎng)特性影響，其所處的風(fēng)電場(chǎng)流場(chǎng)特性也存在著檢測(cè)難度大、成本高等問題，更不利于直接采用試驗(yàn)方法對(duì)空間布局進(jìn)行優(yōu)化?；谟?jì)算流體力學(xué)(CFD，Computational Fluid Dynamics)的數(shù)值模擬方法以其高效、低成本的優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于風(fēng)電場(chǎng)流場(chǎng)特征分析、風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)以及風(fēng)力機(jī)布局優(yōu)化研究中，特別是為研究風(fēng)力機(jī)空間布局對(duì)其流場(chǎng)特性和工作性能提供了有效手段[7－8]。賈彥等[9]應(yīng)用RNG k-ε湍流模型在單機(jī)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，采用CFD方法對(duì)某風(fēng)電場(chǎng)雙機(jī)組、三機(jī)組風(fēng)力機(jī)布局方式研究表明，傳統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)布局下各風(fēng)力機(jī)尾跡區(qū)間隔較遠(yuǎn)，設(shè)計(jì)的多機(jī)布局可有效減少風(fēng)電場(chǎng)占地面積。左薇等[10]研究了復(fù)雜地形條件下坡度對(duì)風(fēng)電場(chǎng)流場(chǎng)特性的影響，并針對(duì)不同地形條件提出了相應(yīng)的風(fēng)機(jī)布局建議。Elektra等[11]通過數(shù)值模擬方法研究了在不同葉尖速比和偏航角度下運(yùn)行的單臺(tái)偏航風(fēng)力渦輪機(jī)后的尾跡發(fā)展，為風(fēng)機(jī)的高效運(yùn)行提供了理論指導(dǎo)。盡管眾多學(xué)者應(yīng)用CFD數(shù)值模擬方法，從風(fēng)力機(jī)葉片結(jié)構(gòu)、風(fēng)力機(jī)布局等角度對(duì)其工作性能進(jìn)行了預(yù)測(cè)和優(yōu)化，但針對(duì)特殊地形下風(fēng)力機(jī)空間布局對(duì)風(fēng)電場(chǎng)流場(chǎng)特征分布和風(fēng)力機(jī)工作性能的影響研究仍有待進(jìn)一步深入和完善[12－15]。

本研究采用CFD方法在某風(fēng)電場(chǎng)單風(fēng)力機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬驗(yàn)證，對(duì)不同空間布局的三風(fēng)力機(jī)組流場(chǎng)特性分布進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，重點(diǎn)考察風(fēng)電機(jī)組布局方式對(duì)風(fēng)電場(chǎng)速度、壓力等流場(chǎng)特性分布和風(fēng)力機(jī)工作性能的影響，為優(yōu)化復(fù)雜地形風(fēng)力機(jī)組空間布局提供理論指導(dǎo)和技術(shù)參考。

1 資料與方法

1.1 仿真模型的建立

研究所采用的單風(fēng)力機(jī)直徑為68.2 m(d)，其葉輪為翼型三葉槳式，詳細(xì)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行參數(shù)見表1和圖1。單機(jī)模擬計(jì)算域?yàn)槿鐖D1所示的長(zhǎng)方體計(jì)算域，因單風(fēng)力機(jī)研究重點(diǎn)考察風(fēng)力機(jī)尾流流場(chǎng)特性分布，沿來風(fēng)方向，風(fēng)力機(jī)靠后計(jì)算域延展長(zhǎng)度設(shè)定為8 d；其風(fēng)力機(jī)前置空間計(jì)算域延展長(zhǎng)度設(shè)定為較小的1 d距離，通過減小計(jì)算域尺度而適當(dāng)提高模擬計(jì)算效率；風(fēng)力機(jī)徑向延展長(zhǎng)度為2 d，其流體計(jì)算域參數(shù)如圖1中標(biāo)注所示。對(duì)于三風(fēng)力機(jī)的風(fēng)電機(jī)組，三個(gè)相同尺度的風(fēng)力機(jī)分別以0°、30°、45°三種方式布局，其詳細(xì)布局如圖2所示。

根據(jù)風(fēng)力機(jī)的旋轉(zhuǎn)特性，將計(jì)算域劃分為靜態(tài)流體域和旋轉(zhuǎn)流體域，采用四面體網(wǎng)格劃分方法對(duì)流體計(jì)算域進(jìn)行離散，并對(duì)其葉片附近流體域網(wǎng)格進(jìn)行了局部加密。單風(fēng)力機(jī)時(shí)計(jì)算域網(wǎng)格數(shù)量為105715，如圖1所示。三種布局方式對(duì)應(yīng)的計(jì)算域網(wǎng)格總數(shù)分別為1742151、1799875和1780780，如圖3a、圖3b和圖3c所示。采用多重參考坐標(biāo)系(MRF，Multiple Reference Frame)的凍結(jié)轉(zhuǎn)子模型處理旋轉(zhuǎn)域與非旋轉(zhuǎn)域的相對(duì)運(yùn)動(dòng)問題，該模型考慮了兩參考系之間的相互作用，能夠準(zhǔn)確求解出多重參照坐標(biāo)系問題的穩(wěn)態(tài)解，其中兩流體域采用通用網(wǎng)格交界面(GGI，General Grid Interface)法進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

表1 風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行參數(shù)Table 1 Structural and operational parameters of the wind turbine

圖1 風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)及單機(jī)模擬計(jì)算域參數(shù)Fig.1 Wind turbine structure and parameters of single turbine simulation and computational domain

圖2 三風(fēng)機(jī)組布局方式示意圖Fig.2 Schematic diagram of the layouts of three wind turbines

圖3 0°(a)、30°(b)和45°(c)三種布局方式下的風(fēng)力機(jī)組計(jì)算域網(wǎng)格Fig.3 Computational domain meshes of wind turbines under three layout modes of 0°(a)，30°(b)and 45°(c)

1.2 邊界條件及求解參數(shù)的確定

采用Ansys CFX軟件進(jìn)行穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬試驗(yàn)，本文重點(diǎn)考察風(fēng)力機(jī)相互干擾情況，同時(shí)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)模擬條件進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化，其中入口處忽略大氣邊界層的風(fēng)速廓線對(duì)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行及流場(chǎng)特性的影響，設(shè)定為法向速度入口，大小為風(fēng)力機(jī)額定風(fēng)速12.5 m·s－1；風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定為18.5 rpm(額定轉(zhuǎn)速)。計(jì)算域其他壁面設(shè)定為開放出口(opening)邊界條件，即允許氣流自由進(jìn)出，其參考?jí)毫χ禐闃?biāo)準(zhǔn)大氣壓，如圖1和圖3邊界標(biāo)注所示。針對(duì)葉輪附近的強(qiáng)湍流特征，湍流模型選用對(duì)渦旋流捕捉能力更強(qiáng)的RNG(Renormalization group)k-ε湍流模型。同標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型相比，RNG k-ε湍流模型考慮了旋流對(duì)湍流的影響，提高了對(duì)旋流捕捉的精度。同雷諾應(yīng)力(Reynold stress model)等其他湍流模型相比，該模型具有較高的計(jì)算效率和較好的穩(wěn)定性。迭代計(jì)算的殘差收斂標(biāo)準(zhǔn)為1.0×10－5，即當(dāng)殘差低于該值時(shí)，數(shù)值計(jì)算停止。

1.3 模型的驗(yàn)證

在額定風(fēng)速及轉(zhuǎn)速條件下，數(shù)值模擬計(jì)算的單風(fēng)力機(jī)扭矩為615253 N·m，根據(jù)式(1)，計(jì)算風(fēng)力機(jī)的實(shí)際輸出功率。

式(1)中，P為風(fēng)機(jī)輸出功率，單位為kW；M為輸出轉(zhuǎn)矩，單位為N·m；N為葉輪轉(zhuǎn)速，單位為rpm。

基于數(shù)值模擬的風(fēng)機(jī)實(shí)際輸出功率為1191.85 kW，與額定功率1250 kW的相對(duì)誤差為4.65%，造成數(shù)值模擬誤差的原因可能在于此處的三維建模與實(shí)際風(fēng)力機(jī)仍存在一定誤差，邊界條件的設(shè)置與實(shí)際狀態(tài)存在誤差，如實(shí)際來流并非均勻，大氣邊界層的風(fēng)速廓線對(duì)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行具有一定影響。在誤差允許范圍(＜5%)，模擬計(jì)算結(jié)果仍具有一定的準(zhǔn)確性，進(jìn)而驗(yàn)證了所建立的數(shù)值模擬方法的可靠性。

2 結(jié)果分析

2.1 單風(fēng)力機(jī)流場(chǎng)特性

2.1.1 單風(fēng)力機(jī)場(chǎng)速度特性

在風(fēng)力機(jī)運(yùn)行過程中，氣流流經(jīng)旋轉(zhuǎn)的葉輪后會(huì)發(fā)生方向與速度等特性的變化，影響風(fēng)電場(chǎng)的氣流運(yùn)動(dòng)特性，此種對(duì)初始空氣來流的影響稱為風(fēng)機(jī)的尾流效應(yīng)，尾流效應(yīng)的產(chǎn)生是風(fēng)能向機(jī)械能轉(zhuǎn)化的外在體現(xiàn)。單機(jī)風(fēng)電場(chǎng)速度分布特性如圖4所示。由圖4可知，風(fēng)在經(jīng)過旋轉(zhuǎn)葉輪后，葉輪后方的風(fēng)速明顯降低(綠色區(qū)域)，表現(xiàn)出了較強(qiáng)的尾流速度損失效應(yīng)。而大于葉輪尖端的徑向外側(cè)區(qū)域(淺紅色區(qū)域)，風(fēng)速在一定程度上增加，其原因在于旋轉(zhuǎn)的葉輪對(duì)葉輪尖端處的流體攪動(dòng)強(qiáng)度較大，湍流充分發(fā)展，流體表現(xiàn)出更大的運(yùn)動(dòng)速度。而沿葉輪徑向方向上的流體速度增加會(huì)干擾臨近徑向布置的其他風(fēng)力機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。為考察速度在主風(fēng)向的損失情況，取風(fēng)機(jī)正后方為參考位置，其速度分布與風(fēng)向方向的相對(duì)距離關(guān)系如圖5所示，其中以速度比率表征風(fēng)速的變化程度，速度比率定義為局部速度與來風(fēng)初始速度的比值。

式(2)中，Rv為風(fēng)速比率；v為局部風(fēng)速，單位為m·s－1；v0為來風(fēng)初始風(fēng)速，單位為m·s－1。

圖4 單風(fēng)機(jī)速度場(chǎng)分布(X＝0截面)Fig.4 Velocity distribution on X＝0 section of single turbine field

由圖5可知，風(fēng)力機(jī)沿來風(fēng)尾流效應(yīng)明顯，尤其是臨近葉輪靠后位置，速度損失接近60%，而后隨著相對(duì)距離的增加尾流速度逐漸恢復(fù)；當(dāng)相對(duì)距離超過4 d時(shí)，速度已恢復(fù)到初始速度的90%，但隨著相對(duì)距離的增加，尾流速度恢復(fù)速率逐漸變慢。參見圖6渦流黏性分布，渦流黏性分布基本與風(fēng)速呈負(fù)相關(guān)，說明來風(fēng)動(dòng)能主要是以湍流渦的形式耗散，外在表現(xiàn)為湍流黏性的增加。當(dāng)相對(duì)距離為7 d時(shí)，氣流運(yùn)動(dòng)速度大約為初始速度的93%，尾流效應(yīng)較弱，為減弱尾流效應(yīng)對(duì)下一臺(tái)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行的干擾，在地理?xiàng)l件允許的條件下建議在來風(fēng)向上大距離串行布置風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

圖5 沿風(fēng)向速度比率分布Fig.5 Variation of velocity ratio along the wind direction

圖6 渦流黏性分布(X＝0截面)Fig.6 Eddy viscosity distribution on X＝0 section of single turbine field

2.1.2 單風(fēng)力機(jī)葉輪處壓力分布

為進(jìn)一步考察葉輪葉片區(qū)域流體的運(yùn)動(dòng)特性分布，提取Y＝0截面處速度矢量分布(圖7)。由圖7可知，氣流在經(jīng)過翼型葉片后，其運(yùn)動(dòng)速度明顯增加(紅色矢量)，由于背風(fēng)面速度增大，故而壓強(qiáng)變小，葉片迎風(fēng)面與背風(fēng)面的壓力差促使葉片帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，而壓差越大葉片所受升力越大，葉輪旋轉(zhuǎn)速度也就越大，因此葉片結(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)力機(jī)的性能具有重要影響。在風(fēng)力機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，葉片可根據(jù)風(fēng)向的變化自動(dòng)調(diào)整葉片槳距適應(yīng)不同風(fēng)速環(huán)境，在風(fēng)速較小的環(huán)境下調(diào)小槳距充分利用來風(fēng)能量，在風(fēng)速過大時(shí)增大槳距防止葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度超過臨界轉(zhuǎn)速，保證風(fēng)機(jī)的使用壽命。風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，受風(fēng)沙、侵蝕等惡劣氣候影響，常出現(xiàn)葉片過度磨損的情況，針對(duì)此問題對(duì)葉輪表面的壓力進(jìn)行了預(yù)測(cè)(圖8)。由圖8可知，葉片在迎風(fēng)面受壓相對(duì)較大，尤其是葉片的切風(fēng)處(紅色區(qū)域)，而此處正為葉片磨損相對(duì)較為嚴(yán)重的區(qū)域，實(shí)踐中建議使用強(qiáng)度較高、耐磨度高的材料加工、制作風(fēng)力機(jī)葉片，或?qū)Υ颂幉捎锰厥饽湍スに囂幚?，減弱外界環(huán)境或氣流沖蝕對(duì)葉片的磨損程度。

圖7 葉片處速度矢量分布(Y＝0截面)Fig.7 Velocity profile on Y＝0 section near the blade

圖8 葉片表面壓力分布Fig.8 Pressure distribution on the local blade surface

2.2 三風(fēng)力機(jī)組流場(chǎng)特性及風(fēng)力機(jī)性能

2.2.1 速度特性

采用所建立的數(shù)值模擬方法，對(duì)不同布局方式的三臺(tái)風(fēng)力機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)流場(chǎng)特性進(jìn)行了數(shù)值模擬，其速度特性分布如圖9所示。當(dāng)三臺(tái)風(fēng)力機(jī)并列布置時(shí)，速度場(chǎng)沿風(fēng)向方向呈對(duì)稱式分布，葉輪尖端附近區(qū)域流體相互作用明顯。沿風(fēng)向方向，布置距離的增大一定程度減弱了不同風(fēng)力機(jī)之間的尾流速度干擾程度。尾流速度的總體變化趨勢(shì)基本同單風(fēng)力機(jī)的速度變化趨勢(shì)一致，即隨著距離的增加而尾流速度逐漸減少。對(duì)比三種不同布局方式可知，錯(cuò)落式排列方式有助于減弱靠前布置風(fēng)力機(jī)(A′，A″)的尾流速度降低效應(yīng)，可在相對(duì)較短的距離恢復(fù)初始風(fēng)速。由圖8c可知，錯(cuò)落布置方式下的靠后的風(fēng)力機(jī)(B′，B″，C′，C″)需要更長(zhǎng)的距離恢復(fù)初始風(fēng)速。針對(duì)此速度分布特點(diǎn)，在需要布置更多風(fēng)力機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)中，可以根據(jù)地形等因素將多組風(fēng)力機(jī)相互交錯(cuò)布置，減弱或消除前置風(fēng)力機(jī)的尾流干擾影響。

圖9 0°(a)、30°(b)和45°(c)三種風(fēng)力機(jī)布局方式Y(jié)＝0截面速度特性分布Fig.9 Velocity characteristic distribution on Y＝0 section of three layout modes of 0°(a)，30°(b)，and 45°(c)

分別取每種布局方式中距離靠后一臺(tái)風(fēng)力機(jī)(C，C′，C″)10 d位置為參考位置，對(duì)其徑向方向的速度特性進(jìn)行分析，其速度比率與徑向位置的關(guān)系如圖10所示。結(jié)合圖9和圖10可知，并列布置的風(fēng)力機(jī)組空間速度在徑向方向呈對(duì)稱式分布，而錯(cuò)落式的布置條件下的速度分布呈現(xiàn)非對(duì)稱的分布，后置風(fēng)力機(jī)(C′，C″)尾流效應(yīng)較為明顯，在徑向2.5 d區(qū)域風(fēng)速最低，且隨著布置角度的增加尾流速度降低的也多。在風(fēng)力機(jī)徑向方向上，距離外側(cè)風(fēng)力機(jī)4 d以上距離時(shí)，流場(chǎng)速度基本不再受尾流效應(yīng)的影響，速度可恢復(fù)至初始風(fēng)速，所以當(dāng)需要平時(shí)布置風(fēng)機(jī)組時(shí)，相鄰兩風(fēng)機(jī)距離不應(yīng)低于風(fēng)機(jī)直徑的2倍，以保證單機(jī)的工作性能不受臨機(jī)影響。

圖10 速度比率在徑向方向上的分布Fig.10 Variation of velocity ratio along the radial direction

為近一步比較同一布局條件下不同風(fēng)機(jī)尾流速度損失，分別對(duì)各個(gè)風(fēng)力機(jī)尾流速度特征進(jìn)行分析，同樣以其速度比率表征，結(jié)果見圖11。圖11a表明，多機(jī)并列布置時(shí)其尾流速度分布基本一致；沿風(fēng)向方向，相對(duì)位置超過5 d時(shí)，尾流風(fēng)速可恢復(fù)至90%及以上，所以在特定環(huán)境下需要串行布置時(shí)，應(yīng)控制相鄰兩臺(tái)風(fēng)力機(jī)距離至少大于風(fēng)機(jī)直徑的5倍，以此減弱上一臺(tái)風(fēng)力機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)下游風(fēng)力機(jī)的阻流影響。由圖11b和圖11c可知，當(dāng)風(fēng)機(jī)錯(cuò)落布置時(shí)，其尾流效應(yīng)也隨著相對(duì)位置增加而后移；對(duì)比布局方式2的三臺(tái)風(fēng)力機(jī)尾流速度比率可知，受不同風(fēng)力機(jī)之間的交互影響，沿風(fēng)向方向相對(duì)距離的增加，風(fēng)力機(jī)處速度損失呈現(xiàn)略有增加的趨勢(shì)；對(duì)比方式2和方式3可知，布置角度的增大會(huì)略增加風(fēng)力機(jī)自身處的速度損失；而隨著布局角度的增加，三臺(tái)風(fēng)力機(jī)附近的速度損失趨于相近。對(duì)比三種布局方式下葉輪處的速度比率可知(方式1低于0.2，方式2與方式3速度比率大約為0.4)，錯(cuò)落布置方式2和方式3有助于減少葉輪區(qū)域的速度損失，更有利于風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率的提高。

圖11 0°(a)、30°(b)和45°(c)三種風(fēng)力機(jī)組布局條件下尾流速度比率分布Fig.11 Variation of velocity ratio of the wake flow under three wind turbine layouts of 0°(a)，30°(b)and 45°(c)

2.2.2 風(fēng)力機(jī)葉片耐磨損性能

為考察風(fēng)力機(jī)布局對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片的磨損情況，取風(fēng)力機(jī)葉片表面最大壓力與葉片表面的平均壓力的增長(zhǎng)率評(píng)價(jià)風(fēng)力機(jī)葉片易磨損處的相對(duì)磨損程度，即定義為葉片表面最大壓力增長(zhǎng)率。

式(3)中，rmax為最大壓力增大率；pmax為葉輪表面最大壓力，單位為Pa；p0為葉輪表面平均壓力，單位為Pa。

不同布局時(shí)各風(fēng)力機(jī)表面最大壓力增長(zhǎng)率如圖12所示。由圖12可知，風(fēng)力機(jī)平行布置時(shí)，三個(gè)風(fēng)力機(jī)的葉片最大表面壓力增長(zhǎng)率不同，且外側(cè)布置的兩個(gè)風(fēng)力機(jī)A和風(fēng)力機(jī)B表面受壓相對(duì)較大，葉片易磨損程度相對(duì)較高；而錯(cuò)落布置方式能有效降低葉片表面最大壓力的增長(zhǎng)率，且隨著布置角度的增大，壓力增長(zhǎng)率呈逐漸降低的趨勢(shì)，三風(fēng)力機(jī)葉片表面壓力最大增長(zhǎng)率差異變小，故大角度的錯(cuò)落布置方式有助于減弱風(fēng)力機(jī)表面的壓力磨損。

圖12 不同布局時(shí)葉輪表面最大壓力分布Fig.12 Variation of maximum pressure on impeller surface under different layouts

3 結(jié)論

(1)基于RNG k-ε湍流模型的CFD模型能有效對(duì)風(fēng)電場(chǎng)流場(chǎng)特性進(jìn)行數(shù)值模擬，其單風(fēng)力機(jī)模擬誤差為4.65%；風(fēng)力機(jī)徑向兩側(cè)形成局部高流速區(qū)域，速度約為來風(fēng)速度的1.2倍。

(2)葉輪后方尾流效應(yīng)明顯，速度呈先減小后增大的趨勢(shì)；近風(fēng)力機(jī)處中心尾流速度比率最低降為0.40；當(dāng)相對(duì)距離超過4 d后，風(fēng)速可恢復(fù)為初始速度的90%以上。

(3)多機(jī)布局時(shí)，增大錯(cuò)落角度有助于減弱風(fēng)流對(duì)葉片表面的壓力磨損；三風(fēng)力機(jī)錯(cuò)落布置時(shí)，風(fēng)力機(jī)尾流速度比率呈非對(duì)稱式分布；對(duì)于后置的風(fēng)力機(jī)，在徑向2.5 d區(qū)域風(fēng)速最低，且隨著布置角度的增加尾流速度降低的也越多，最低速度比率降為0.86 。

(4)并列布局方式下三個(gè)風(fēng)力機(jī)葉輪處的速度比率約為0.20，錯(cuò)落布局方式下葉輪處速度比率大約為0.40，錯(cuò)落布置方式有助于減少葉輪區(qū)域的速度損失和葉輪表面壓力的降低。