华北电力大学大气边界层模拟装置（ABLS）

项目类别：新能源与风电 · 风洞试验装置 · 非标科研设备

项目简介

面向风电空气动力学及大气边界层流动研究需求，西安星桦朗科技有限公司为华北电力大学新能源学院风洞实验室研制大气边界层模拟装置（Atmospheric Boundary Layer Simulator，ABLS）。

该装置用于在风洞实验条件下构建具有不同湍流强度、湍流积分尺度及风剪切特征的大气边界层流场，为风电机组整机、风电叶片及相关空气动力学模型试验提供可调控的入流条件。

装置整体尺寸为 3 m × 3 m，可适配风洞实验室二元试验段和三元试验段。主体采用大型框架式多轴格栅结构，由 24 根横向转轴和24根竖向转轴构成格栅阵列，单片格栅特征尺寸约 12 cm。通过对格栅系统运行状态进行调节，可实现不同大气湍流及风剪切条件的模拟，为复杂风环境下风电空气动力学研究提供实验基础。

主要性能

装置规格：3 m × 3 m

格栅结构：24根横轴 × 24根竖轴

单片格栅特征尺寸：约12 cm

湍流度调控范围：5%～40%

湍流积分尺度调控范围：0.15 m～1.56 m

风剪切指数调控范围：0.05～0.40

适配能力：兼顾二元试验段与三元试验段试验需求

项目特点

大尺度风洞流场调控装置

针对3 m级风洞试验截面进行整体结构设计，在较大空间尺度下实现格栅阵列、支撑框架及相关机构的一体化集成，满足风洞实验环境下的安装与运行需求。

多参数大气边界层模拟

装置能够对湍流度、湍流积分尺度及风剪切指数等关键入流参数进行调控，可根据不同研究工况构建具有代表性的大气边界层流动条件。

高密度多轴格栅结构

采用24根横向转轴与24根竖向转轴构成大尺度格栅阵列，在有限试验截面内形成高密度流场调控单元，为复杂湍流结构的实验构建提供硬件基础。

面向风电空气动力学研究

装置服务于风电机组及风电叶片空气动力学研究，可与风洞实验室现有气动载荷、流场及振动测量系统配合，为风电机组整机三维试验和叶片翼型二维试验提供可控入流环境。

应用方向

大气边界层模拟｜风电机组空气动力学｜风电叶片气动特性｜复杂湍流入流｜风剪切模拟｜风洞流场调控｜新能源装备实验研究

服务内容

方案设计｜机械结构设计｜格栅系统设计｜工程制图｜零部件加工｜大型结构装配｜现场安装｜系统调试

项目背景

项目依托华北电力大学新能源学院风洞实验室开展。该实验室依托新能源电力系统全国重点实验室建设，具备风电机组整机及叶片翼型空气动力学相关科研与教学实验条件。

实验室配置三元和二元两类试验段，其中三元试验段尺寸为 3 m（宽）×3 m（高）×20 m（长），最高风速 35 m/s；二元试验段尺寸为 3 m（宽）×1.5 m（高）×4.5 m（长），最高风速 62 m/s。大气边界层模拟装置的配置进一步拓展了风洞在复杂大气入流及风电空气动力学研究方面的试验能力。