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涡流发生器对风力机翼型气动特性的影响研究 预览
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作者 王莹 郭鹏程 +2 位作者 李常 谢园齐 王伟峰 《节能技术》 CAS 2019年第4期296-302,共7页
涡流发生器作为一种有效的流动控制方法之一,已被成功应用于改善风电叶片的气动特性,众多研究表明,涡流发生器的使用可以有效延迟气流分离,提高升阻比。为了深入了解加装涡流发生器的增升减阻特性,本文以NACA63-415翼型为研究对象,通过... 涡流发生器作为一种有效的流动控制方法之一,已被成功应用于改善风电叶片的气动特性,众多研究表明,涡流发生器的使用可以有效延迟气流分离,提高升阻比。为了深入了解加装涡流发生器的增升减阻特性,本文以NACA63-415翼型为研究对象,通过数值模拟方法研究分析了不同形状、不同弦向安装位置和多个攻角下涡流发生器对风力机叶片气动特性的影响,结果表明:在不同形状、不同安装位置及攻角下涡流发生器均可有效抑制风力机叶片边界层分离、提高升阻比,其中20%翼型弦向处安装的涡流发生器增升减阻效果最好。 展开更多
关键词 风力机 翼型 涡流发生器 气动性能 增升减阻
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不同参数对翼型动态失速流场影响的DMD分析
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作者 胡智 刘鹏寅 +2 位作者 沈昕 竺晓程 杜朝辉 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期687-694,共8页
基于对CFD计算结果的动力模态分解(dynamic mode decomposition,DMD)方法来分析平均攻角、振荡幅度和折合频率对翼型动态失速流场的影响。首先对风力机S809翼型的多个动态失速非定常流场进行CFD数值模拟,得到翼型在振荡周期内升阻力系... 基于对CFD计算结果的动力模态分解(dynamic mode decomposition,DMD)方法来分析平均攻角、振荡幅度和折合频率对翼型动态失速流场的影响。首先对风力机S809翼型的多个动态失速非定常流场进行CFD数值模拟,得到翼型在振荡周期内升阻力系数随攻角的变化曲线,然后采用动力模态分解方法对非定常流场进行模态分析,从中得到非定常流场变化过程的主要模态和相应的频率以及能量等信息。通过对前8阶主要模态所包含的流场信息进行对比分析,DMD速非定常流场之间的差别。 展开更多
关键词 风力机 S809翼型 动态失速 DMD
前缘改形对风力机翼型气动性能影响的数值研究
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作者 徐家杰 李春 卜庆东 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期75-82,共8页
基于翼型参数化方法对翼型S809进行4类不同的前缘修改,分别为前缘压力面加厚、前缘吸力面加厚、前缘上弯和前缘下弯,采用翼型设计分析软件Xfoil和商用CFD(Computational Fluid Dynamics)软件FLUENT分别对翼型气动参数和翼型周围流场进... 基于翼型参数化方法对翼型S809进行4类不同的前缘修改,分别为前缘压力面加厚、前缘吸力面加厚、前缘上弯和前缘下弯,采用翼型设计分析软件Xfoil和商用CFD(Computational Fluid Dynamics)软件FLUENT分别对翼型气动参数和翼型周围流场进行计算。结果表明:翼型气动特性与流场特性受翼型压力面外形变化影响较小;在研究范围内,翼型吸力面加厚使得翼型在失速区升力系数增加,阻力系数减小;翼型前缘上弯使得翼型在大攻角工况下升力系数减小,阻力系数增大,且使翼型提前失速;在一定范围内翼型前缘下弯,使得翼型升力系数增大,阻力系数减小,且延迟失速。 展开更多
关键词 风力机 翼型 参数化曲线 前缘改形 气动性能
零质量射流对风力机翼型动态失速特性的影响 预览
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作者 祝健 王晓东 +1 位作者 马璐 康顺 《可再生能源》 CAS 北大核心 2019年第3期432-438,共7页
为了改善风力机大厚度翼型的气动性能,采用零质量射流对翼型附近的流动进行流动控制。采用非定常雷诺时均模拟方法(URANS)对动态失速状态下带零质量射流的DU97-W-300翼型的绕流场进行数值模拟,并对比控制前和控制后的翼型气动特性。结... 为了改善风力机大厚度翼型的气动性能,采用零质量射流对翼型附近的流动进行流动控制。采用非定常雷诺时均模拟方法(URANS)对动态失速状态下带零质量射流的DU97-W-300翼型的绕流场进行数值模拟,并对比控制前和控制后的翼型气动特性。结果表明,随着射流折合频率的增加,翼型失速攻角逐渐增大,升力系数曲线的波动次数逐渐减小。零质量射流可以有效抑制流动分离,其抑制动态失速的能力随翼型折合频率的增加而增强,随激励器动量系数的增加而增强。 展开更多
关键词 零质量射流 风力机翼型 动态失速 流动控制
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风力机翼型定常粘性分离流动分析与数值模拟 预览
5
作者 李闯 殷玉枫 +1 位作者 郑瑶 高崇仁 《太原科技大学学报》 2019年第2期137-143,共7页
为了分析风力机翼型表面流体分离情况,本文根据普朗特分离判据,给出了风力机翼型表面流体分离的充分必要条件。对于N-S方程所描述的实际粘性流动,分析了风力机翼型表面实际粘性流动在分离点附近的性状,得到了分离流线、零u线和零涡线的... 为了分析风力机翼型表面流体分离情况,本文根据普朗特分离判据,给出了风力机翼型表面流体分离的充分必要条件。对于N-S方程所描述的实际粘性流动,分析了风力机翼型表面实际粘性流动在分离点附近的性状,得到了分离流线、零u线和零涡线的相对位置。最后基于Fluent流体分析软件,计算得到了S809翼型的气动性能及周围流场情况。为风力机翼型的设计及流动控制提供参考。 展开更多
关键词 风力机翼型 流体分离 气动性能
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风力机翼型动态失速过程边界层分离规律研究
6
作者 李爽 张磊 +1 位作者 宋娟娟 杨科 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2043-2050,共8页
风力机叶片的运行工况决定了翼型实际处于俯仰振荡运动状态,伴随动态失速现象。本文选取DU91W2250翼型为研究对象,在雷诺数为3×10^6条件下,借助二维动网格对翼型在不同振荡运动状态下的动态失速特性进行数值仿真,研究了翼型动态失... 风力机叶片的运行工况决定了翼型实际处于俯仰振荡运动状态,伴随动态失速现象。本文选取DU91W2250翼型为研究对象,在雷诺数为3×10^6条件下,借助二维动网格对翼型在不同振荡运动状态下的动态失速特性进行数值仿真,研究了翼型动态失速过程中气动特性及二维边界层的分离及演化规律,发现了动态失速过程中折合频率、振幅、来流湍流度等因素对气动参数、分离点变化、脱落涡状态的影响规律,为后续三维翼型的动态失速模拟提供了理论基础。 展开更多
关键词 风力机 二维翼型 动态失速 边界层分离 气动特性
基于风能利用效率的叶片根部翼型尾缘加厚优化方法研究 预览
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作者 张思达 孙文磊 +1 位作者 张建杰 曹莉 《可再生能源》 北大核心 2018年第2期309-316,共8页
针对兆瓦级风力发电机在实际工作中叶片根部载荷大、强度高、对空气利用效率低等问题进行研究。结合叶素-动量理论和普朗特叶尖损失因子修正方法,设计了一个额定功率为5 MW的叶片;采用对称加厚法对叶片根部处翼型的尾缘进行加厚优化,并... 针对兆瓦级风力发电机在实际工作中叶片根部载荷大、强度高、对空气利用效率低等问题进行研究。结合叶素-动量理论和普朗特叶尖损失因子修正方法,设计了一个额定功率为5 MW的叶片;采用对称加厚法对叶片根部处翼型的尾缘进行加厚优化,并对优化前后翼型进行数值分析。分析结果表明,经过对称加厚优化的翼型升力系数大于原翼型,用新翼型设计的叶片表面静压强分布比原叶片表面静压强分布更均匀,新叶片功率增加,提升了叶片风能利用效率。新型叶片符合设计要求,为研究钝尾叶片气动特性提供了理论基础。 展开更多
关键词 发电机叶片 根部翼型 尾缘加厚 数值分析 风能利用效率
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涡流发生器对不同弦长风力机翼型气动性能的影响 预览
8
作者 龚玉祥 周晓亮 程明哲 《西华大学学报:自然科学版》 CAS 2018年第5期73-76,共4页
加装涡流发生器有助于大型风力机叶片根部厚翼型表面边界层气流分离的控制。以DU97-W2-300三维翼型为研究对象,采用转捩模型对安装相同尺寸的涡流发生器,弦长分别为0.6、1和1.5 m的翼型进行数值计算,分析涡流发生器控制流动分离的机制... 加装涡流发生器有助于大型风力机叶片根部厚翼型表面边界层气流分离的控制。以DU97-W2-300三维翼型为研究对象,采用转捩模型对安装相同尺寸的涡流发生器,弦长分别为0.6、1和1.5 m的翼型进行数值计算,分析涡流发生器控制流动分离的机制。结果表明:转捩模型计算结果与试验结果吻合良好;对于3种不同弦长的翼型,在攻角0°~14°范围内,计算得到的升力系数基本相同;当攻角大于14°后,随翼型弦长增大,升力系数减小,翼型尾缘分离区域逐步增大。 展开更多
关键词 涡流发生器 风力机翼型 弦长 气动性能
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风力机叶片翼型动态试验技术研究 预览
9
作者 李国强 张卫国 +3 位作者 陈立 聂博文 张鹏 岳廷瑞 《力学学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期751-765,共15页
风力机叶片动态振荡过程往往伴随着俯仰和横摆同时进行,以前对许多动态问题不清楚的阶段,工程上不惜以增加叶片重量为代价而采用偏安全的设计,通常忽略横摆振荡的影响;大型风力机设计对获取翼型更加全面、准确的动态载荷提出了更高要求... 风力机叶片动态振荡过程往往伴随着俯仰和横摆同时进行,以前对许多动态问题不清楚的阶段,工程上不惜以增加叶片重量为代价而采用偏安全的设计,通常忽略横摆振荡的影响;大型风力机设计对获取翼型更加全面、准确的动态载荷提出了更高要求,研究横摆振荡对翼型动态气动特性的影响规律具有重要意义.本文首次开展翼型横摆振荡动态风洞试验研究,采用“电子凸轮”技术代替机械凸轮实现了振荡频率和振荡角度的无级变化,基于设计的电子外触发装置实现了对动态流场的实时测量,实现了风洞来流、模型角位移和动态压力数据的同步采集,分别开展了翼型静态测压、俯仰/横摆动态测压、粒子图像测速和荧光丝线等试验研究,试验结果准度较高、规律合理;分析了动态试验洞壁干扰影响机制.研究表明,横摆振荡翼型的气动曲线也存在明显迟滞效应;随着振荡频率升高,翼型俯仰和横摆振荡下的气动迟滞性均增强;翼型俯仰振荡正行程的动态失速涡破裂有所延迟;洞壁与模型端部交界处的强三维效应对翼型压力分布影响较大;建立的横摆振荡试验技术可为风力机动态掠效应的研究提供技术支撑. 展开更多
关键词 风力机 翼型 横摆振荡 测压 风洞试验
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涡发生器对风力机翼型动态失速的影响 被引量:1
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作者 戴丽萍 许雅苹 +2 位作者 周强 王晓东 康顺 《工程热物理学报》 CSCD 北大核心 2018年第8期1706-1712,共7页
基于计算流体力学方法(CFD),对带/不带涡发生器的风力机翼型DU-97-W-300的静态和动态气动特性进行了数值研究,在数值计算的静态升力系数与实验值吻合较好的前提下,分析了其动态失速过程中气动性能的迟滞变化规律。干净翼型在攻角减小... 基于计算流体力学方法(CFD),对带/不带涡发生器的风力机翼型DU-97-W-300的静态和动态气动特性进行了数值研究,在数值计算的静态升力系数与实验值吻合较好的前提下,分析了其动态失速过程中气动性能的迟滞变化规律。干净翼型在攻角减小中的气动性能呈现周期性波动,涡发生器可以有效控制分离流动,明显提升翼型动态过程中的气动性能. 展开更多
关键词 风力机翼型 涡发生器 动态失速 钝尾缘 气动性能
风力机专用翼型低雷诺数气动特性实验研究
11
作者 薛丁云 杨科 +1 位作者 张磊 李星星 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期1105-1110,共6页
采用表面压力测量法,在小型回流式低速风洞中开展DU91-W2-250翼型在低雷诺数(Re〈3×10^5)条件下的气动特性实验研究,获得边界层自由和前缘固定转捩条件下翼型的升力系数、阻力系数和表面压力分布特性。在自由转捩条件下,翼型发... 采用表面压力测量法,在小型回流式低速风洞中开展DU91-W2-250翼型在低雷诺数(Re〈3×10^5)条件下的气动特性实验研究,获得边界层自由和前缘固定转捩条件下翼型的升力系数、阻力系数和表面压力分布特性。在自由转捩条件下,翼型发生层流分离的临界雷诺数为1.7×10^5,且雷诺数越低,层流分离发生时的攻角越小。层流分离使得翼型升力系数和阻力系数发生跳跃性变化。通过在前缘增加粗糙带,强制边界层发生转捩,可消除前缘层流分离引起的失速,使翼型的气动力系数随攻角稳定变化。 展开更多
关键词 风力机 翼型 低雷诺数 层流分离
深度动态失速流场的DMD分析 被引量:1
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作者 刘鹏寅 陈进格 +2 位作者 沈昕 竺晓程 杜朝辉 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2018年第9期2477-2485,共9页
采用动力模态分解(dynamic mode decomposition,DMD)方法对一个风力机翼型处于深度动态失速时的非定常流场进行模态分析。首先采用数值模拟的方法获得深度动态失速工况下风力机翼型的非定常流场,然后用DMD方法对大量非定常流场数据... 采用动力模态分解(dynamic mode decomposition,DMD)方法对一个风力机翼型处于深度动态失速时的非定常流场进行模态分析。首先采用数值模拟的方法获得深度动态失速工况下风力机翼型的非定常流场,然后用DMD方法对大量非定常流场数据进行模态辨识,从中取得关于该非定常流场变化过程的特征值和相应模态信息,最后直观地表达振荡翼型在深度动态失速下非定常流场的演化过程,揭示深度动态失速下复杂流场中不同尺度的相干结构及其相互作用。 展开更多
关键词 风力机 翼型 深度动态失速 DMD
小攻角时风力机翼型边界层特性的数值模拟 预览
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作者 李德顺 李秋燕 +2 位作者 李仁年 李银然 王成泽 《兰州理工大学学报》 北大核心 2018年第1期47-51,共5页
通过求解三维不可压雷诺时均N-S方程,当雷诺数为3×106,攻角为0°时,研究了NACA0012翼型绕流的边界层厚度分布和边界层内流体切向速度的变化规律.研究发现,沿着翼型弦线方向,从前缘到后缘,边界层的名义厚度、位移厚度、动量损... 通过求解三维不可压雷诺时均N-S方程,当雷诺数为3×106,攻角为0°时,研究了NACA0012翼型绕流的边界层厚度分布和边界层内流体切向速度的变化规律.研究发现,沿着翼型弦线方向,从前缘到后缘,边界层的名义厚度、位移厚度、动量损失厚度以及能量损失厚度均呈增大趋势,且数值均很小,四种厚度的最大值分别占翼型弦长的1.25%、0.36%、0.17%和0.29%;在边界层内流体黏性的影响明显,流体切向速度与其势流解的比值沿着翼型吸力面外法线方向先迅速增大,之后增长率逐渐减小,当法向高度大于边界层名义厚度后基本保持不变,呈现出典型的边界层速度剪切特性. 展开更多
关键词 风力机 翼型 边界层 数值模拟
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基于自适应模拟退火遗传算法的风力机翼型优化设计 预览
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作者 刘华威 吴永忠 +1 位作者 张朋杨 侯诗文 《可再生能源》 北大核心 2018年第6期930-934,共5页
遗传算法与模拟退火算法作为目前两种主要的全局寻优算法,在全局搜索与局部搜索方面有着各自的优缺点。文章结合遗传算法与模拟退火算法,在已有自适应模拟退火遗传算法的基础上,针对风力机翼型优化设计做出改进,提出一种邻域随机拓展机... 遗传算法与模拟退火算法作为目前两种主要的全局寻优算法,在全局搜索与局部搜索方面有着各自的优缺点。文章结合遗传算法与模拟退火算法,在已有自适应模拟退火遗传算法的基础上,针对风力机翼型优化设计做出改进,提出一种邻域随机拓展机制,在模拟退火环节加入该机制,形成改进的自适应模拟退火遗传算法。改进的自适应模拟退火遗传算法能够提高算法优化效率,使其在相同时间内寻找到更为优质的结果。最后,给出对翼型NACA4418进行优化设计的计算实例,验证了该算法的优化效率,证明了该算法在风力机翼型优化设计中的可行性。 展开更多
关键词 风力机翼型 自适应模拟退火遗传算法 遗传算法 模拟退火算法 优化设计
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Effects of the particle Stokes number on wind turbine airfoil erosion 预览
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作者 Deshun LI Zhenxi ZHAO +3 位作者 Yinran LI Qing WANG Rennian LI Ye LI 《应用数学和力学:英文版》 SCIE EI CSCD 2018年第5期639-652,共14页
关键词 粒子直径 侵蚀区 汽轮机 机翼 粒子密度 几乎相等 几何形状 AOA
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尾缘襟翼对风力机翼型气动特性影响研究 预览
16
作者 张楠 李春 +2 位作者 王东华 叶舟 郝文星 《能源研究与信息》 2018年第3期125-131,共7页
尾缘襟翼(TEF)因其对翼型气动特性的调控能力,被认为是降低叶片疲劳和局部载荷最具可行性的气动控制部件。对TEF进行建模,采用Xfoil和CFD软件分析了TEF对翼型气动特性的影响及其机理,并从叶素理论角度对变化来流下TEF的减载效果进行... 尾缘襟翼(TEF)因其对翼型气动特性的调控能力,被认为是降低叶片疲劳和局部载荷最具可行性的气动控制部件。对TEF进行建模,采用Xfoil和CFD软件分析了TEF对翼型气动特性的影响及其机理,并从叶素理论角度对变化来流下TEF的减载效果进行了验证,结果表明:TEF位于不同摆角时翼型升阻力系数均有不同程度的变化,TEF可有效实现对翼型气动特性的主动控制;TEF摆动改变了翼型表面的静压分布和流动状态,进而对翼型升阻力和失速攻角产生影响;TEF可快速有效降低风速突然增加后的叶素受力,进而控制并减小叶片载荷。 展开更多
关键词 风力机 翼型 气动特性 尾缘襟翼
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缝隙对风力机分离式尾缘襟翼气动特性的影响
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作者 贾亚雷 安鹏 +1 位作者 董丽琴 韩中合 《辽宁工程技术大学学报:自然科学版》 北大核心 2017年第8期846-851,共6页
针对缝隙会对分离式尾缘襟翼翼型气动性能产生影响,以$809翼型为研究对象,建立了S809分离式尾缘襟翼模型及整体式襟翼模型,分离式尾缘襟翼模型主体与尾缘襟翼之间采用均匀缝隙结构,缝隙大小为弦长1%o.采用计算流体力学方法中k-ω... 针对缝隙会对分离式尾缘襟翼翼型气动性能产生影响,以$809翼型为研究对象,建立了S809分离式尾缘襟翼模型及整体式襟翼模型,分离式尾缘襟翼模型主体与尾缘襟翼之间采用均匀缝隙结构,缝隙大小为弦长1%o.采用计算流体力学方法中k-ω湍流模型对10%弦长襟翼模型进行多攻角下的升阻力特性计算分析并比较,并对襟翼固定10°偏转角的模型周边流场流线及压力分布进行了分析比较.结果表明:缝隙使翼型升力降低,随着攻角的逐渐增大,缝隙对襟翼模型的影响逐渐减小,带1‰c隙的分离式襟翼模型与整体式尾缘襟翼模型的压力分布曲线及压力云图基本一致,前者升力系数比后者最大低1%.缝隙对翼型气动性能的影响很小,在气动性能分析时可以忽略不计. 展开更多
关键词 缝隙 风力机翼型 分离式尾缘襟翼 整体式尾缘襟翼 气动特性 弦长
涡流发生器对风力机翼型气动性能影响的实验研究 被引量:1
18
作者 张惠 赵宗德 +1 位作者 周广鑫 康顺 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期951-958,共8页
为研究涡流发生器对风力机翼型DU93-W-210气动性能的影响,在有、无涡流发生器的情况下进行风洞实验。实验研究不同高度(4、6、8mm)、不同安装角(16°、26°、36°)三角形涡流发生器的增升减阻效果。研究表明3种不同高... 为研究涡流发生器对风力机翼型DU93-W-210气动性能的影响,在有、无涡流发生器的情况下进行风洞实验。实验研究不同高度(4、6、8mm)、不同安装角(16°、26°、36°)三角形涡流发生器的增升减阻效果。研究表明3种不同高度、安装角的涡流发生器均能使最大升力系数大幅提高,失速攻角推迟;失速前涡流发生器高度越大阻力越大,失速后3种高度涡流发生器均能大幅降低阻力。安装角越小线性段阻力越小,失速后使升阻比提高越多。 展开更多
关键词 风力机翼型 涡流发生器 风洞实验 增升减阻
考虑转捩的风力机涡流发生器数值模拟 预览 被引量:3
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作者 李涛 赵振宙 +4 位作者 陈景茹 魏媛 许波峰 刘玄 陈潘浩 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期149-154,共6页
涡流发生器能够有效抑制风力机气流分离、延迟失速,转捩对其性能具有重要的影响。采用考虑了转捩效应的Gamma-Theta转捩模型,对安装有涡流发生器的DU91-W2-250叶片微段进行三维非定常计算,研究转捩对风力机涡流发生器气动性能的影响,和... 涡流发生器能够有效抑制风力机气流分离、延迟失速,转捩对其性能具有重要的影响。采用考虑了转捩效应的Gamma-Theta转捩模型,对安装有涡流发生器的DU91-W2-250叶片微段进行三维非定常计算,研究转捩对风力机涡流发生器气动性能的影响,和涡流发生器的转捩规律。结果表明:全湍流模型模拟的升力值偏低、阻力值偏高,升力系数最大误差达23.1%,升阻比最大误差达51.8%,Gamma-Theta转捩模型则能够更准确地模拟涡流发生器的气动性能,升力系数最大误差仅有7.9%;涡流发生器使叶片表面具有明显的三维转捩现象,其内部转捩效应更加明显,抑制气流分离效应更加有效;转捩使叶片分离区域变小,叶片失速延迟更加明显,分离得到有效控制。 展开更多
关键词 涡流发生器 转捩模型 风力机 翼型 数值计算
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不同工况下风力机翼型襟翼气动特性分析
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作者 叶舟 郝文星 +1 位作者 丁勤卫 李春 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2017年第9期2535-2543,共9页
柔性尾缘襟翼(DTEF)因其对翼型气动性能的调控能力,被认为是降低叶片疲劳和局部载荷最具可行性的气动控制部件。通过对DTEF参数化建模,实现对DTEF柔性变形与控制。数值模拟DTEF在不同工况不同运动状态下气动特性的变化规律。结果表... 柔性尾缘襟翼(DTEF)因其对翼型气动性能的调控能力,被认为是降低叶片疲劳和局部载荷最具可行性的气动控制部件。通过对DTEF参数化建模,实现对DTEF柔性变形与控制。数值模拟DTEF在不同工况不同运动状态下气动特性的变化规律。结果表明:通过与实验值对比,采用RNGk-ε湍流模型并于襟翼周围布置跟随襟翼运动的边界层网格可较好地模拟襟翼静态及动态气动特性。对于静态气动特性,随着流动分离的加深,襟翼对升力系数的调控能力降低,对阻力系数调控能力增加。3种工况下襟翼动态气动特性均呈现出与静态特性不同的变化规律,且随摆动频率的增加差距增加,由襟翼摆动导致的非定常效应在风力机模拟中不应被忽视。考虑襟翼运动非定常效应,采用跟随风速变化的策略控制尾缘襟翼摆动可有效减缓非定常来流下翼型受力波动。 展开更多
关键词 风力机翼型 尾缘襟翼 气动特性 计算流体力学
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