風力機專用翼型氣動特性的數(shù)值計算和分析.pdf

1、本文在分析了國內(nèi)外風電開發(fā)及風力機專用翼型氣動特性研究現(xiàn)狀的基礎上，采用計算流體力學數(shù)值模擬方法，對幾種典型風力機專用翼型的氣動特性開展研究。通過運用Fluent軟件對DU95-W-180翼型在干凈和前緣粗糙狀態(tài)下的氣動特性進行數(shù)值計算，結合實驗數(shù)據(jù)，驗證了所采用的二維計算方法在一定的工況下可以有效地進行風力機專用翼型的氣動特性研究；通過DU95-W-180和S810兩種翼型，研究了不同前緣半徑的翼型對前緣粗糙度的敏感性；通過FFA-W

2、3-211翼型，預測了尾緣附近壓力面粗糙度對翼型氣動特性的影響，并總結了相關規(guī)律；通過建立FFA-W3-241翼型的三維模型，運用脫體渦模擬(DetachedEddySimulation，DES)方法對FFA-W3-241翼型的大攻角氣動特性進行數(shù)值計算，結合實驗數(shù)據(jù)，驗證了所采用的三維數(shù)值計算方法在失速發(fā)展區(qū)可以有效地進行風力機專用翼型的氣動特性研究，并采用三維數(shù)值計算方法預測了前緣粗糙度以及Gurney襟翼對FFA-W3-241翼型

3、大攻角氣動特性的影響。
　　 不同前緣半徑的翼型對前緣粗糙度敏感性的數(shù)值研究：在一定的需諾數(shù)和攻角條件下，對于厚度相同的翼型，前緣半徑較小的對前緣粗糙度的敏感性較低，前緣半徑較大的則相對較高。尾緣附近壓力面粗糙度對翼型氣動特性的影響：在一定的攻角和雷諾數(shù)條件下，提高翼型尾緣壓力面粗糙度，能有效提高翼型的升力系數(shù)，同時阻力系數(shù)也增加，升阻比有一定程度的提高；粗糙帶的厚度存在最優(yōu)值，寬度存在最優(yōu)值和臨界值；對于干凈翼型，隨著雷諾數(shù)的

4、增加，升力系數(shù)增大，阻力系數(shù)減小，升阻比增大；對于尾緣粗糙翼型，其升力系數(shù)隨著雷諾數(shù)的增加而增大，阻力系數(shù)隨著雷諾數(shù)的增加先減小后增大，升阻比先增大后減小。建立翼型的三維模型，運用DES方法模擬風力機專用翼型氣動特性在線性區(qū)有很高的計算精度，在失速發(fā)展區(qū)的預測精度達到工實際程與研究的要求，在深度失速區(qū)有一定的預測精度；前緣粗糙度對FFA-W3-241翼型的氣動特性有重要影響，前緣粗糙度的增加使FFA-W3-241翼型的最大升力系數(shù)下降了