适用于风力机的新翼型气动性能的实验研究

对适用于风力机的新翼型FFA W3 211和FFA W3 360进行了风洞实验研究,得到了两种翼型在不同雷诺数下的气动性能及其在大攻角下的失速特性。实验结果与采用低雷诺数翼型分析和设计软件XFOIL的计算结果进行了比较,其最大升力系数对应攻角偏差小于1,在-10°～+18°范围内,升力系数的平均相对偏差为5 1%,两种结果的一致性很好。     

增加风力机叶片翼型后缘厚度对气动性能的影响

以FFA-W3翼型族为研究对象,对其系列翼型的后缘作了加厚处理。利用XFOIL软件对修改前后的翼型的气动性能进行了计算,利用Viterna-Corrigan失速后模型将气动性能数据的攻角扩展到了90°。对修改前后的翼型的气动性能数据的改变作了对比分析。利用原翼型和修改后翼型的气动性能数据对同一个风力机进行了气动性能计算,并对计算结果作了对比分析。结论认为,对翼型后缘进行适当加厚处理对气动性能影响不大,为满足工艺要求在叶片的生产中对翼型后缘作加厚处理是可行的。     

某新翼型风力机叶片的设计与气动性能试验

利用作者所在课题组最新研发的某风力机新翼型,基于Wilson法,通过MATLAB编写的叶片设计计算程序获得了某300 W小型水平轴风力机新翼型叶片的相关数据,并制做了实体叶片。通过气动性能试验,验证了程序的可靠性。为进一步比较在相同设计条件下,新翼型叶片在气动性能方面的先进性,以NACA4415为设计翼型进行了叶片的设计计算,并制作了相应的翼型叶片。通过气动性能试验,验证了新翼型叶片的气动性能优于NACA4415翼型叶片。     

涡流发生器对风力机叶片薄翼型气动性能影响的试验研究

该文主要研究涡流发生器的参数对风力机叶片薄翼型气动性能的影响,以NACA4418薄翼型为研究对象,通过翼型节段模型测压风洞试验的方法,研究涡流发生器高度(3、5 mm)、形状(三角形、流线形)及安装位置(10％c、20％c、30％c、40％c,c为弦长)3个参数对翼型气动性能的影响,分析相关规律.结果表明:对比2种高度...     

垂直轴风力机改进翼型气动及功率特性研究

为提高垂直轴风力机的风能利用率,基于CFD数值模拟技术,分析了常用典型垂直轴风力机翼型的气动及功率特性,并以NACA0012翼型为基础对其进行改进。对比改进前后翼型表明,增大翼型厚度可降低升阻比,增大翼型弯度可增强其失速特性;厚尾缘翼型、升阻互补型翼型可分别降低翼型失速性能、增加启动力矩,其中厚尾缘翼型的H型垂直轴风力机的功率系数较大,可提高风能利用率,为翼型优化设计提供了新思路。     

低雷诺数振荡翼型非定常气动性能研究

应用包括非定常Hess-Smitll线元奇点法和二维非定常逆边界层法等边界层迭代法,结合Cebeci-Smith代数涡粘性公式,在低霄诺数条件下计算了水平轴风力机叶片翼型在俯仰,平移,斜坡式3种不同振荡形式下的非定常气动性能;计算和分析了在各自振荡形式下不同参数对翼型气动性能的影响.研究结果表明:翼型俯仰振荡时,翼型上的升力系数和阻力系数与振荡的幅值和频率有很大的关系;翼型平移振荡和斜坡式振荡时,气动力系数和振荡频率有关;俯仰和平移振荡时,都出现了负阻力,揭示了扑动翼产生推力的原因.     

风力机叶片翼型气动性能设计计算方法的分析与研究

基于翼型理论和线性动量理论对叶片翼型截面升力公式的计算,导出对非设计工况来流角计算的迭代式.应用牛顿-拉普森迭代法对来流角进行计算,根据结果再计算叶片截面的升力、推力、切向力、功率等气动参数.提出一种风力机叶片翼型气动性能的计算和校核设计方法.     

凹变翼型对风力机气动性能影响的实验研究

为改进课题组自行设计某S型翼型结构,提高300 W小型水平轴风力机气动性能,本课题重点研究翼型吸力面凹变对风力机气动性能的影响.利用二阶迎风格式、S-A湍流模型数值模拟方法及内蒙古工业大学风能太阳能利用技术教育部重点实验室检测设备,探究风力机在3种定常风速、9种叶尖速比共27种工况下风轮的功率系数、功率、转矩等气动参数...     

翼型失速及雷诺数变化对风力机气动性能影响的数值研究

利用数值模拟的方法,研究了翼犁失速及风速变化引起的雷诺数改变对风力机气动性能的影响.数值计算将k-ω的SST湍流模型与单方程的SA模型结合使用,以模拟大攻角范围的翼型绕流.结果显示:随攻角增大,上翼面分离会依次经历尾缘分离涡与前后缘交替脱落分离涡两个阶段,后者依据分离涡对下翼面压力分布有无影响又呈现两种不同情况,使得不同攻角范围失速时的流场形态及对气动性能的影响存在很大差异;雷诺数变化主要影响上翼面前后缘出现交替脱落分离涡时的攻角区域,且雷诺数越大,其变化引起的升阻系数变化越小.     

风力机专用翼型发展现状及其关键气动问题分析

介绍了风力机翼型的设计要求和主要方法,提出了预测翼型气动性能的合理途径,探讨了二维翼型气动数据的三维旋转修正问题。     

风力机翼型气动特性数值模拟

采用CFD软件Fluent对美国NREL两种风力机翼型S825和S827进行了二维数值模拟,研究了不同网格密度、不同湍流模型对风力机翼型气动特性的影响,并与试验结果进行了对比分析。通过对3种网格密度(4万、7万和10万网格节点)及3种湍流模型(S-A、Standard k-ε和Standard k-ω模型)的数值模拟标定,得出由Fluent软件进行风力机翼型数值模拟时,采用约7万网格节点、近壁Y~+10时达到网格无关,S-A湍流模型进行气动性能预测相对精度较高,为风力机翼型气动设计提供了快速有效地数值仿真性能检测手段,具有较高工程实用价值。     

偏侧风对风力机气动性能的影响

针对偏侧风对风力机气动性能影响的研究问题,用相对运动法作偏侧风的矢量分解,获得各风速分量的时间空间变化性质;在气动性能的计算模型中分离出偏侧风扰动项,分析了偏侧风对气动力的影响机理;用差值比较法在实例计算中得到偏侧风的气动推力和力矩,得出偏侧风对风力机具有周期性局部冲击的结论,为综合研究风力机风速风向变化下的气动特性及风电传动系统动力学行为提供了支持。     

水平轴风力机气动性能计算模型

基于片条理论建立了水平轴风力机气动性能计算模型,考虑叶尖损失、轮毂损失、叶栅理论及失速状态下动量理论的失效对片条理论进行了修正,并且考虑了风剪切、偏航、风轮的结构参数和风力机安装参数对计算模型的影响,使得理论模型更接近于实际工况中的风力机。应用所设计的气动性能计算程序对一台1．3MW的失速调节风力机进行了气动性能计算,与国外大型商业软件的计算结果取得了良好的一致性,从而验证了模型的正确性和实用性。     

立轴风轮气动性能曲线的拟合方法

导出理想的立轴风轮气动性能数学表达式，并以此为依据提出实际的立轴风轮气动性能测试数据用尖速比的三次多项式来拟合。通过实例验证，表明该拟合公式是可靠的。     

齿形襟翼对风力机翼型气动噪声影响的数值研究

为分析齿形襟翼（SGF）尾缘对风力机翼型气动性能及噪声特性的影响,利用SST k-ω湍流模型对装设Gurney襟翼（GF）和SGF的NACA0018翼型进行数值模拟,研究齿高和齿宽对气动性能和静压分布的影响,并采用大涡模拟（LES）对气动性能最优的SGF进行噪声预估和涡结构分析。结果表明：SGF可有效提高翼型升力系数并延迟失速;SGF-0.8-6.7模型可使最大升阻比提高8.61%,失速攻角延迟3°,其在拓宽高升力区间、延迟失速等方面具有最优性能;SGF翼型上下翼面噪声无明显差异,平均声压级随攻角增大而提高;SGF-0.8-6.7模型的尾迹噪声随攻角增大呈现先增后减的变化趋势,随距离增加而降低;翼型辐射噪声呈典型偶极子状,GF噪声小攻角下降低,而大攻角下则增大,SGF在不同攻角下均降噪显著,最大降噪量达10.2 dB;SGF尾涡稳定有序,能耗及损失降低,由此使气动性能和噪声得以明显改善。     

YD-大厚度风力机翼型粗糙敏感度试验研究

基于YD-系列3个大厚度钝后缘风力机翼型（相对厚度35%、40%和60%）,在西北工业大学NF-3低速翼型风洞开展粗糙敏感度对翼型性能影响的试验研究。结果表明,前缘粗糙对大厚度翼型的性能影响很大,造成升力线斜率和最大升力系数急剧减小,吸力面后缘流动的提前分离。     

风力机翼型前缘表面粗糙度对气动性能影响

研究了目前在风力机叶片设计中常用的FFA-W3翼型设计的叶片上前缘表面局部增加表面粗糙度条件下对叶片气动性能的影响.在探讨翼型表面前缘粗糙度的形成机理的基础上,设计了在风洞中实现研究局部增加前缘表面粗糙度对翼型性能影响的实验方案,测量了相关参数并分析了实验结果.实验结果表明,在叶片压力面前缘粗糙度的增加对翼型的空气动力学性能有一定影响.     

风力机气动与结构CAD软件

叙述了应用于风力机气动与结构CAD软件“Blade Desing for Windows”,该软件了对翼型气动数据和截面坐标数据的数据库管理,采用片条理论,考虑到角度干扰系数,实度,风剪,偏航等因素对风力机气动性能的影响,对风力机气动性能进行计算,并在此基础上发展了水平轴风力机浆叶气动外形的总体优化设计方法。