垂直轴风力机翼型动态气动性能研究

基于NACA0012对称翼型,设计了应用于垂直轴风力机的两段式翼型,并进行几何建模。在两段式翼型的动态气动性能研究中,通过CFD计算得到了垂直轴风力机运行时周边流场分布情况。流场涡量分布显示了风力机翼型尾涡随方位角的变化关系,分析了垂直轴风力机整体尾涡形成过程,同时找出了垂直轴风力机翼型尾涡的普遍特性。将相对坐标建立在翼型上整理得到了翼型的升阻力特性。同静态特性相比,动态升阻力有其明显的环形特征,在静态升阻力系数周边形成环状的分布曲线。     

襟翼翼型位置对气动性能的影响研究

对NACA0012两段式襟翼翼型进行了数值模拟,通过弦线变换得到了襟翼摆角与攻角的关系,发现了襟翼翼型在静态条件下由摆角引起的攻角迁移现象,并解释了该现象的流动机理.计算了7种不同摆角襟翼在不同攻角下的气动性能,得到了襟翼摆角导致的翼型尾迹流场变化情况,并与实验值及Xfoil软件计算值对比以验证计算的准确性.结果表明,随襟翼摆角增大,有效攻角范围减小,翼型攻角产生迁移,受力亦发生变化.结果为进一步开展襟翼翼型的摆角控制策略研究提供了参考.     

漂浮式风力机平台结构设计与模态分析

风力机发展趋势使深海漂浮式风力机有着广阔发展前景.分析了漂浮式多浮柱平台的稳定机理,根据美国可再生能源实验室5 MW风力机模型,提出了平面对称结构浮柱平台设计思路,同时初步建立了深海多浮柱平台三维有限元模型.结合机械振动理论,采用有限元计算软件对三浮柱、四浮柱以及六浮柱平台模型进行模态分析,为进一步开展漂浮式平台的优化设计提供了一定参考依据.     

不同翼型对垂直轴风力机性能的影响

采用移动网格技术对小型垂直轴风轮湍流瞬态流场进行了数值计算,得到了不同厚度的四种NACA00XX系列对称翼型风轮的力矩系数、风轮功率和风能利用系数及其变化规律,详细分析了翼型厚度对小型H型垂直轴风力机风轮气动性能的影响,研究表明翼型厚度对风力机的各气动参数有较大的影响,在同一系列翼型中存在一最佳翼型厚度。