XFlow培训讲稿无网格CFD技术应用培训教程2风力发电机
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风电场培训讲座
集电系统的主接线，集电系统 将风电机组生产的电能安祖收 集起来。分别采用位置就近原 则，每组包含的风电机组数目 大体相同，多为3~8台。每一组 的多台机组输出一般可由电缆 线路直接并联，汇集为一条 10KV或35KV架空线输送到升 压变电站。 就接线方式而言，风电场集电 环节的接线多为单母线分段。 每段母线的进线是各组风机组 的并联输出，即一组集群并联 输出提供一条进线，每段母线 的出线是一条通向升压变电站 的输电线路。如右图所示：
+ 无刷双馈式风力发电机：
•定子有两套极数不同的绕组，一套成为功率绕组，直接连电网另一套为 控制绕组，通过换流器与电网相连 •转子为笼形或绕线式结构，无需电刷和滑环 •定子的功率绕组和控制绕组的作用分别相当于交流励磁双馈பைடு நூலகம்电机的定 子绕组和转子绕组
风电场中常采用二级或三级升压的结构。变压器 分为集电变压器、升压变压器和场用变压器。
不同类型的发电机，转子的结构不同，发电原理 也不同。
大型风力发电机的主流机型有四种：笼型异步风 力发电机、永磁同步直驱式风力发电机、交流励 磁双馈式感应风力发电机和无刷双馈式风力发电 机。
+ 笼型异步发电机：
• 励磁电流由定子提供，从电网吸收无功功率 • 频率不随转子转速的的变化而变化 • 电压幅值不稳定，需要通过换流器并网
升压变电站的主接线，升压变 电站的主变压器将集电系统汇 集的电能再次升高。达到一定 规模的风电场一般可将电压升 高到110KV或220KV接入电力系 统。对于规模更大的风电场， 例如百万千瓦级的特大型风电 场，还可能需要进一步升高到 500KV或更高。就接线方式而 言，风电场升压变电站的主接 线多采用单母线分段接线，这 取决于风电机组的分组数目。 如右图所示：
风电培训教程PPT课件
敏而好学，不耻下问。 学问学问，边学边问。
He is quick and eager to learn. Learning is learni ng and asking.
结束语 CONCLUSION
感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极的参与。课程 后会发放课程满意度评估表，如果对我们课程或者工作有什么建议和 意见，也请写在上边，来自于您的声音是对我们最大的鼓励和帮助， 大家在填写评估表的同时，也预祝各位步步高升，真心期待着再次相 会！
新能源发电技术
国网技术学院 新能源与发电培训部
程新华
标题添加
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总体概述
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新能源发电技术
一、能源发展战略简介 二、原子能发电技术 三、水利发电技术
四、风力发电技术
五、太阳能发电技术 六、地热发电技术
最后、感谢您的到来
· 讲师： XXXX
· 时间：202X.XX.XX
我国风电造价
❖ 从统计数据看，全国风电上网电价比常规水电和火电 厂高出许多，新疆常规火电上网平均电价在0.25元/千 瓦时左右，而风电则平均达到0.6元/千瓦时以上。而 风电利用小时数约在2000至3000小时左右，仅为火电 的一半。
❖ 另外，虽然风电单位千瓦平均造价已从10000元降到 8000元左右，但仍远高于火电的4000元/千瓦造价，
四、风 力 发 电
风与风力资源
一、风的产生与特性
❖ 产生：风是地球外表大
气层由于太阳的热辐射 而引起的空气流动；大 气压差是风产生的根本 原因。
❖ 特性：周期性、多样性、
复杂性
多大的风力才可以发电呢?
He is quick and eager to learn. Learning is learni ng and asking.
结束语 CONCLUSION
感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极的参与。课程 后会发放课程满意度评估表，如果对我们课程或者工作有什么建议和 意见，也请写在上边，来自于您的声音是对我们最大的鼓励和帮助， 大家在填写评估表的同时，也预祝各位步步高升，真心期待着再次相 会！
新能源发电技术
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程新华
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新能源发电技术
一、能源发展战略简介 二、原子能发电技术 三、水利发电技术
四、风力发电技术
五、太阳能发电技术 六、地热发电技术
最后、感谢您的到来
· 讲师： XXXX
· 时间：202X.XX.XX
我国风电造价
❖ 从统计数据看，全国风电上网电价比常规水电和火电 厂高出许多，新疆常规火电上网平均电价在0.25元/千 瓦时左右，而风电则平均达到0.6元/千瓦时以上。而 风电利用小时数约在2000至3000小时左右，仅为火电 的一半。
❖ 另外，虽然风电单位千瓦平均造价已从10000元降到 8000元左右，但仍远高于火电的4000元/千瓦造价，
四、风 力 发 电
风与风力资源
一、风的产生与特性
❖ 产生：风是地球外表大
气层由于太阳的热辐射 而引起的空气流动；大 气压差是风产生的根本 原因。
❖ 特性：周期性、多样性、
复杂性
多大的风力才可以发电呢?
FLUENT官方培训教材(完整版)
Solid model of a Headlight Assembly
Pre-Processing Mesh Physics Solver Settings
4. 设计和划分网格
计算域的各个部分都需要哪种程度的网格密度？ 网格必须能捕捉感兴趣的几何特征，以及关心变量的梯度，如速度梯度、压力梯度、温度梯度等。 你能估计出大梯度的位置吗？ 你需要使用自适应网格来捕捉大梯度吗？ 哪种类型的网格是最合适的？ 几何的复杂度如何？ 你能使用四边形/六面体网格，或者三角形/四面体网格是否足够合适？ 需要使用非一致边界条件吗？ 你有足够的计算机资源吗？ 需要多少个单元/节点？ 需要使用多少个物理模型？
Problem Identification Define goals Identify domain
Pre-Processing Geometry Mesh Physics Solver Settings
Solve Compute solution
Post Processing Examine results
Unsteady
Convection
Diffusion
Generation
CFD 模拟概览
问题定义 确定模拟的目的 确定计算域 前处理和求解过程 创建代表计算域的几何实体 设计并划分网格 设置物理问题（物理模型、材料属性、域属性、边界条件 …） 定义求解器 （数值格式、收敛控制 …） 求解并监控 后处理过程 查看计算结果 修订模型
四边形/六面体还是三角形/四面体网格
Tetrahedral mesh
Wedge (prism) mesh
对复杂几何，四边形/六面体网格没有数值优势，你可以使用三角形/四面体网格或混合网格来节省划分网格的工作量 生成网格快速 流动一般不沿着网格方向 混合网格一般使用三角形/四面体网格，并在特定的域里使用其他类型的单元 例如，用棱柱型网格捕捉边界层 比单独使用三角形/四面体网格更有效
风电基础知识入门级别培训(精讲版)
北京××有限公司风力发电及电网培训你想了解风电吗？那就向下了解吧！进塔筒看看吧！我上到风机上了机舱的构成机舱的构成机舱的构成机舱的构成发电机发出的电如何传输的？风力发电机组概述1. 并网型风力发电机组的原理并网型风力发电机组的功能是将风中的动能转换成机械能，再将机械能转换成电能，输送到电网中。
2. 并网型风力发电机组组成包括：风轮、机舱、塔架和基础几个部分。
3. 风轮风轮是获取风中能量的关键部件，有叶片和轮毂组成。
（1）定桨距风轮（2）变桨距风轮4. 机舱机舱中包括齿轮箱、发电机、偏航、制动器联轴器、风速风向仪等主要部件。
5. 塔架塔架为钢结构锥形筒体。
里面有上下通道及工作平台等。
6. 基础基础为钢筋混凝土结构。
预埋基础环与塔架用高强度螺栓连接，牢牢固定风力发电机组。
基础中设置接地系统。
机组组成并网型风力发电机组由传动系统、偏航系统、液压系统与制动系统、发电机、控制与安全系统等组成。
1. 传动系统（轮毂) 主轴 齿轮箱 联轴器（发电机）2. 偏航系统功能：对风，解缆3.液压系统4. 制动系统（1）空气动力制动（2）机械制动5. 发电机（1）同步发电机（2）异步发电机6. 控制系统包括控制和检测两部分。
控制部分又分为手动和自动。
7. 安全系统保证机组在发生非正常情况时立即停机，预防或减轻故障损失。
一、变桨系统简介变桨系统就是在额定风速附近(以上)，依据风速的变化随时调节桨距角，控制吸收的机械能，一方面保证获取最大的能量(与额定功率对应)，同时减少风力对风力机的冲击。
在并网过程中，变桨距控制还可实现快速无冲击并网。
变桨距控制系统与变速恒频技术相配合，最终提高了整个风力发电系统的发电效率和电能质量。
3 个叶片受三个独立的变桨系统控制，其中每个叶片通过变桨伺服电机驱动齿轮箱、小齿轮、变桨轴承内齿圈转动。
变桨变频器控制变桨电机的速度，使每个叶片在顺桨位置、工作位置之间持续的自动变桨。
PLC 根据功率控制给叶片角度的参考值，然后变桨变频器控制叶片向参考位置变桨。
风力机培训课件
③螺钉把合牢靠 ④编码器的调试（跳动控制在0.02mm以内） ⑤编码器的固定牢靠
时检查风扇是否与转子引出线干涉。 D 动平衡：保证转子不平衡量、振动值在图纸规定的范围内。 E 成品转子：注意对转子的保护。 F 定子清理，穿线：清理必须干净，穿线时注意对标识线的 保护确认。 G 定子入座：注意对线圈的保护及定子方向的确认。 H 布线：要求线要绑扎牢靠，三相线准确无误。 （目前我们所生产电机顺时针旋转定子三相为：U：U1 U1 W2 W2 V: V1 V1 U2 U2 W: W1 W1 V2 V2 逆时针旋转三相为：U: U1 U1 V2 V2 V: V1 V1 W2 W2 W: W1 W1 U2 U2)
熔断器
林肯油泵操作说明
1）工作原理
接通电源后计时器开始工作， 计时至泵间隔时间结束时，泵开始 工作，润滑油通过泵芯升压、经安 全阀后通过一个分配器，最后到各 个润滑点。当泵运行至分配器信号 反馈后，即进入泵停止间隔时间 （循环次数设为1），当间隔时间 到后，泵又开始工作，如此循环。 当管内压力超过安全阀设定压 力后安全阀将自动泄压。
1.5MW风力发电机总装工艺
培训课件六
主讲：陈继革
目录
一、1.5MW电机在总装工段的主要工艺流程
1）主要工序质量点控制 2）部分部套件实际装配过程
二、总装配的主要工艺流程
1）端盖组装的注意事项 2）轴承装配 3）监控与供应 4）林肯油泵操作说明
一、1.5MW电机在总装工段的主要工艺流程
轴承加热温度都必须控制在120℃以内
传动端深沟球轴承
滚柱轴承内圈
深沟球 轴承
端盖装配
11
1
12
11
10
风力发电场安全技能培训
在风力发电机组内部以及外部周围工作时都要穿戴下列用 品：
所有将要对风力发电机组进行特殊或者未预见过的操作， 都必须经过华锐风电相关人员同意，华锐风电将决定是否需 要用到特殊的设备及这些设备的使用条件。
4.2用于紧急下降的设备
当正在风力发电机组上工作时，操作人员周围必须有逃 生设备，以使得他们可以快速撤离到安全环境下。 在需要撤离的紧急情况下，操作人员必须对设备及其使 用说明非常熟悉。在任何时候，紧急下降设备的使用说明书 必须都与设备放在一起，且必须可以在不打开设备的情况下 查看说明书。 在机舱紧急出口框架上方有逃生支架，可用于紧急下降 设备的悬挂。
1. 2.
3.
辅助设备和工具必须绝缘，每次使用前要检查是否存在 问题。 电气设备的带电部件和在带电条件下工作的材料，只能 在下列情况下，才可以对其进行工作： 接触电压低于接地线电压、工作电压<24V（AC） 工作位置的短路电流总计最大AC3mA（有效值）或 DC12mA 工作位置的电能总计不超过350mJ
工作人员除了对机组设备了解外，还必须具备下列知识： 了解可能存在的危险、危险的后果及预防措施 在危险情况下对风力发电机组采取何种安全措施 能够正确使用防护设备 能够正确使用安全设备 熟知风电机组操作步骤及要求 熟知与风力发电机组相关的故障及其处理方法 熟悉正确使用工具的方法 熟知急救知识和技巧 不具备以上知识的人员不得操作风力发电机组。
5.4油液造成的危险
必须遵守液压系统最大工作压力要求！过高压力会对承压 部件产生极大的载荷，会使液压系统爆裂。液压油在加压 状态下会造成危险！ 在开始对液压系统工作之前，关闭液压装置！释放系统压 力! 不要堵住冷空气进入冷却装置的通道。保持冷却装置清洁 ，以确保最佳冷却效果。不要在进气口和排气口周围存放 物品！ 油液是一种在长时间接触皮肤后会导致过敏反应的化学物 质。接触眼睛可能会导致失明！ 系统在工作时，油液可能会加热至约90℃，避免接触到灼 热的油液，并注意 不要吸入热油的蒸气。 在开始检查维护及修理工作前，要使油液充分冷却。 油液如果泄露会造成很严重的环境危害，并且会有滑倒危 险。工作结束后必须将设备表面液压油擦拭干净，这是非 常重要的。
风电基础知识培训(PPT课件)
第一章 风能开发的意义
全球风能总量有多大？ ➢ 全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能
2×710MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。 我国风能总量有多少？ ➢ 我国10米高度层的风能资源总储量为32.26亿千瓦，其中
实际可开发利用的风能资源储量为2.53亿千瓦。而据估计， 中国近海风能资源约为陆地的3倍，所以，中国可开发风 能资源总量约为10亿千瓦。其中青海、甘肃、新疆和内蒙 可开发的风能储量分别为1143万千瓦、2421万千瓦、 3433万千瓦和6178万千瓦，是中国大陆风能储备最丰富 的地区。
安装角
➢ 桨叶剖面上的翼弦线与叶片旋转平面的夹角，又称桨 距角。
风能最大利用系数
➢ 通过贝茨理论可以得出，风能的最大利用系数是59.3%
P=
1ρ 2
V3
Ad
ρ － 空气密度
V∞ － 风速 Ad － 叶轮扫掠面积 CP －功率系数，Betz极限为0.593
第二章 风能的技术原理
风力发电机的功率曲线 ➢ 在风速很低的时候，风电机风轮会保持不动。当
第一章 风能开发的意义
发展风力发电具有什么优势？ ➢ 风电技术日趋成熟，产品质量可靠，可用率已达95%以上，
已是一种安全可靠的能源，风力发电的经济性日益提高， 发电成本已接近煤电，低于油电与核电，若计及煤电的环 境保护与交通运输的间接投资，则风电经济性将优于煤电。 风力发电场建设工期短，单台机组安装仅需几周，从土建、 安装到投产，只需半年至一年时间，是煤电、核电无可比 拟的。投资规模灵活，有多少钱装多少机。对沿海岛屿， 交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电 网和近期内电网还难以达到的农村、边疆来说，可作为解 决生产和生活能源的一种有效途径．
风力发电讲座
的 。S 型风力机风能利用系数低于高速垂直轴或水平 轴风力机 , 在风轮尺寸 、 重量和成本一定的情况下提供 的功率输出较低 ,因而用作发电缺乏竞争力 。 另一类是 利用翼型的升力作功 ,最典型的是达里厄 (Darrieus) 型 风力机 。 它是法国人 G1J 1M 1Darrieus 于 1925 年发明 的 , 1931 年取得专利权 。当时这种风力机并没有受到 注意 , 直到 20 世纪 70 年代石油危机后 , 才得到加拿大 国家科学研究委员会 ( Natio nal Research Co uncil ) 和 美国圣地亚 ( Sandia ) 国家实验室的重视 , 进行了大量 的研究 。现在是水平轴风力机的主要竞争者 。 达里厄风力机有多种形式 , 如图 123 所示的 型 、 Δ型、 H 型、 Y 型和菱形等 。基本上是直叶片和弯叶片 两种 , 以 H 型风轮和 型风轮为典型 。叶片具翼型剖 面 , 空气绕叶片流动产生的合力形成转矩 。H 型风轮 结构简单 , 但这种结构造成的离心力使叶片在其连结 点处产生严重的弯曲应力 。另外 , 直叶片需要采用横 杆或拉索支撑 ,这些支撑将产生气动阻力 ,降低效率 。 型风轮所采用的弯叶片只承受张力 , 不承受离心力 载荷 , 从而使弯曲应力减至最小 。由于材料可承受的 张力比弯曲应力要强 , 所以对于相同的总强度 , 型叶 片比较轻 , 且比直叶片可以以更高 的速度运行 。但 型叶片不便采用 变浆距方法实现 自 起 动 和 控 制 转 速。 另外 ,对于高度和直径相同的风 轮 , 型转子比 H 型转子的扫掠面 积要小一些 。 综上所述 , 目前用于风力发电 的风力机主要有两种类型 , 一种是 水平轴高速风力机 , 一种是垂直轴 达里厄型风力机 , 这两者之中又以 前者占绝大多数 。 除此之外 ,国外还 提出了一些新概 念 型 风 能 转 换 装 置 , 但从总体上来说 , 都尚处于研究 试验阶段 ,这里不再一一介绍 。 2 风力机的结构和组成 风力发电机的样式虽然很多 , 但其原理和结构总的说来还是大同 图 122 垂直轴风力机 小异的 。这里以水平轴风力发电机 a ) S 型风轮 b ) 达里厄型风力机 为例作一介绍 , 它主要由以下几部
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XFlow培训讲稿无网格 CFD技术应用培训教程2
风力发电机
学习改变命运,知 识创造未来
2021年2月22日星期一
•Overview
• Energy • Single phase • External aerodynamics • Force motion • Constained motion • Post-processing
学习改变命运,知 识创造未来
•WS02 – Wind turbine
XFlow培训讲稿无网格CFD技术应用培训教程2风力发电机
•1. Environment: Single phase external
•Engine: • Dimension: 3D • Single phase external • Thermal model: Isothermal • Acoustic analysis: off
XFlow培训讲稿无网格CFD技术应用培训教程2风力发电机
•1. Environment: Inlet velocity profile
•WS02 – Wind turbine
•Rightclick
学习改变命运,知 识创造未来
XFlow培训讲稿无网格CFD技术应用培训教程2风力发电机
•1. Environment: Disable the grid
•Disable the grid: • Hit the “Preferences” button • Uncheck “Show grid” • Hit “Set”
•WS02 – Wind turbine
学习改变命运,知 识创造未来
XFlow培训讲稿无网格CFD技术应用培训教程2风力发电机
•2. Materials: Air
•WS02 – Wind turbine
•Global attributes: • Automatic turbulence model • Wind-tunnel • No gravity laws • Initialization field: Auto
学习改变命运,知 识创造未来
•Wind tunnel: • Dimensions: (500,200,200) • Position: (75,25,0) • Ground wall: On • Velocity laws: 10((y+75)/50)^0.143 m/s
•Fluid: • Air by default • Thermodynamic properties • Viscosity model: Newtonian
•WS02 – Wind turbine
学习改变命运,知 识创造未来
XFlow培训讲稿无网格CFD技术应用培训教程2风力发电机
•3. Geometry: Import the geometries
•Import geometries: • Hit the button • Browse the file
•* Axis X: [ 0 , 47.9865 ] Size: 47.9865 •* Axis Y: [ -76.921 , 5.01771 ] Size: 81.9387 •* Axis Z: [ 5.01771 , 5.01771 ] Size: 10.0354
•Time discretization: • Simulation time: 10s • Automatic time step calculation • Courant number: 1
•Data storage: • Folder name • Frequency of samples: 20Hz
[x]
• Forced
[]
学习改变命运,知 识创造未来
•Solid properties: • Mass: 1000 kg
•Degrees of Freedom: • Rotation in X-axis
XFlow培训讲稿无网格CFD技术应用培训教程2风力发电机
•4. Simulation: Set the numerical parameters
•3. Geometry: Check the forced motion
•WS02 – Wind turbine
•Visualize the forced motion: • Play forward the frames • Visualize the blade rotating
学习改变命运,知 识创造未来
[]
• Constrained
[]
• Forced
[x]
•WS02 – Wind turbine
•Blades: • Position laws: (0,0,0) • Euler angles • Angular laws: (90*t,0,0)
学习改变命运,知 识创造未来
XFlow培训讲稿无网格CFD技术应用培训教程2风力发电机
•WS02 – Wind turbine
•Resolution: • Resolved scale: 8m • Refinement: walls + wake • Wake resolution: 0.05m • Wall resolution: 0.05m • Wake refinement threshold: 1e-05
学习改变命运,知 识创造未来
•WS02 – Wind turbine
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•3. Geometry: Set the forced motion
•Tower:
• Fixed
[x]
• Constrained
[]
• Forced
[]
•Blades:
• Fixed
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•3. Geometry: Set the constrained motion
•Tower:
• Fixed
[x]
• Constrained
[]
• Forced
[]
•WS02 – Wind turbine
•Blades:
• Fixed
[]
• ConstLeabharlann ained学习改变命运,知 识创造未来
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风力发电机
学习改变命运,知 识创造未来
2021年2月22日星期一
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•1. Environment: Single phase external
•Engine: • Dimension: 3D • Single phase external • Thermal model: Isothermal • Acoustic analysis: off
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•1. Environment: Inlet velocity profile
•WS02 – Wind turbine
•Rightclick
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•1. Environment: Disable the grid
•Disable the grid: • Hit the “Preferences” button • Uncheck “Show grid” • Hit “Set”
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•2. Materials: Air
•WS02 – Wind turbine
•Global attributes: • Automatic turbulence model • Wind-tunnel • No gravity laws • Initialization field: Auto
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•Wind tunnel: • Dimensions: (500,200,200) • Position: (75,25,0) • Ground wall: On • Velocity laws: 10((y+75)/50)^0.143 m/s
•Fluid: • Air by default • Thermodynamic properties • Viscosity model: Newtonian
•WS02 – Wind turbine
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•3. Geometry: Import the geometries
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•Time discretization: • Simulation time: 10s • Automatic time step calculation • Courant number: 1
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• Forced
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•Solid properties: • Mass: 1000 kg
•Degrees of Freedom: • Rotation in X-axis
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•4. Simulation: Set the numerical parameters
•3. Geometry: Check the forced motion
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•Visualize the forced motion: • Play forward the frames • Visualize the blade rotating
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•Blades: • Position laws: (0,0,0) • Euler angles • Angular laws: (90*t,0,0)
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•Resolution: • Resolved scale: 8m • Refinement: walls + wake • Wake resolution: 0.05m • Wall resolution: 0.05m • Wake refinement threshold: 1e-05
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•3. Geometry: Set the forced motion
•Tower:
• Fixed
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• Constrained
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• Fixed
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•3. Geometry: Set the constrained motion
•Tower:
• Fixed
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• Constrained
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•Blades:
• Fixed
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