風(fēng)力機專用翼型及其設(shè)計分析方法研究.pdf

1、風(fēng)機的葉片由若干翼型組成，各種具有較優(yōu)氣動性能的翼型優(yōu)化組合在一起，風(fēng)輪的氣動性能才能得到最佳的發(fā)揮。所以了解和分析風(fēng)機翼型的氣動特性對風(fēng)機整體氣動性能系統(tǒng)分析顯得尤為必要。目前，國內(nèi)風(fēng)電整機制造企業(yè)都是直接購買國外的葉片設(shè)計方案，而且在風(fēng)機載荷計算過程中，企業(yè)也對風(fēng)機葉片翼型的數(shù)據(jù)進行了加密處理。針對以上的問題，本論文主要針對風(fēng)機新翼型及其氣動性能進行研究。論文主要研究工作包括：
　　 ①分析現(xiàn)有風(fēng)機翼型幾何表達方式，包括無量

2、綱化處理、弦長、厚度、彎度等；明確論文需要分析的氣動特性參數(shù)，包括升阻力特性和俯仰力矩特性，并重點探討了對風(fēng)機翼型氣動特性有重要影響的失速性能。
　　 ②廣泛收集和分析了現(xiàn)有的風(fēng)機專用翼型，并以NACA經(jīng)典翼型在風(fēng)機上的應(yīng)用為基礎(chǔ)，對比分析了各風(fēng)機專用翼型的幾何特點、氣動特性和適用機型。
　　 ③對適用于風(fēng)機翼型的低雷諾數(shù)翼型設(shè)計分析軟件進行研究，探討Javafoil、Profil、Xfoil軟件的優(yōu)缺點和適用范圍；并研

3、究了國際上廣泛用于風(fēng)機翼型設(shè)計分析的Xfoil軟件；利用Xfoil對瑞典航空學(xué)院研制的FFA-W3-211、FFA-W3-241和FFA-W3-301風(fēng)機翼型進行氣動特性分析，并與獲得的實驗數(shù)據(jù)對比，驗證其計算模型的可行性和可靠性；進一步利用FFA-W3三翼型的氣動數(shù)據(jù)，研究了翼型幾何以及雷諾數(shù)對風(fēng)機翼型氣動性能的影響。
　　 ④詳細分析現(xiàn)有可用于風(fēng)機翼型設(shè)計分析的計算模型，提出了每套計算模型的優(yōu)缺點；提出利用非粘性和粘性方法結(jié)

4、合，單向耦合方法求解風(fēng)機翼型氣動特性；并利用非粘性面元法和粘性邊界層方法建立風(fēng)機翼型氣動分析模型。
　　 ⑤以實驗室搭建的風(fēng)機系統(tǒng)分析平臺為依托，嵌入風(fēng)機翼型設(shè)計分析模塊；利用Visual Studio 2003實現(xiàn)平臺的搭建和風(fēng)機翼型設(shè)計分析模塊的界面設(shè)計；同時用C/C++實現(xiàn)翼型幾何表達和風(fēng)機翼型氣動計算模型搭建；對模塊進行算例分析，結(jié)果與Xfoil及獲得的實驗結(jié)果進行對比，驗證了設(shè)計界面的可行性和模型計算結(jié)果的可靠性。