风机叶片引下线-GFRP层组合间隙流注放电过程仿真研究
Veröffentlicht in 2024
叶片复合材料层的击穿是风电机组遭受雷击后的主要故障形式。对于低电导率的GFRP类叶片铺层而言，雷电先导作用下的强背景电场造成的电击穿可能先于回击电弧的热效应产生。为了获得GFRP铺层的电击穿机理，基于COSMOL Multiphysics软件，建立了引下线-GFRP铺层的流注放电数值仿真模型。考虑了空气域与介质层内部的粒子输运，以及气-固分界面上的电荷沉积与注入作用。通过“稀物质传递物理场” 模块、“静电物理场”模块、“边界常微分和微分代数” 模块以及“稳定对流-扩散方程接口” 模块对控制方程进行求解。依据电场梯度分布进行了网格加密与时间步设置。采用分离求解器与流线扩散法提高了计算的稳定性与收敛性。研究结果表明，自引下线向GFRP铺层发展的沿面型流注会导致铺层表面电荷的沉积，从而增大铺层承受的平均场强，增加铺层表面导流措施利于电荷的径向移动，降低铺层的击穿风险。
