基于正交试验凹槽-襟翼垂直轴风力机数值研究

为改善垂直轴风力机气动特性，对凹槽-襟翼开展研究。以NACA0021翼型为研究对象，采用正交试验设计对格尼襟翼高度、格尼襟翼位置及凹槽直径等参数进行组合，通过数值计算对垂直轴风力机气动性能与流场结构进行研究，分析凹槽-襟翼流动控制机理及对垂直轴风力机的作用效果。结果表明：格尼襟翼高度是影响垂直轴气动性能的主要因素，且襟翼高度为1.75%c、位置为1.50c及凹槽直径为1.50%c时效果最佳；同时，凹槽-襟翼通过改变尾缘库塔条件以加速翼型吸力面流体流动，从而改善流动分离，增加翼型表面压差，提高垂直轴风力机气动性能；凹槽-襟翼在低尖速比时对垂直轴风力机作用效果较明显，当尖速比为2.33时，凹槽-襟翼垂直轴风力机平均风能利用系数较原始翼型最大可提高35.82%。