水平轴风力机叶片翼型的气动特性研究

发布时间：2020-04-02 20:14

【摘要】： 水平轴风力机是当前应用最有效的风力发电装置,为了提高风力机的风能利用效率,缩短叶片的研发周期;本文首先采用计算流体力学软件—FLUENT,对传统水平轴风力机使用较多的NACA63-215翼型进行数值模拟,得出该翼型的气动特性,以及翼型几何参数、马赫数和雷诺数对气动性能的影响;然后计算了翼型添加45°襟翼和Gurney襟翼时的升阻力特性。数值模拟结果表明,在风力机翼型尾部添加45°襟翼和Gurney襟翼,均能够提高翼型的最大升力系数和有效升力系数;对于Gurney襟翼而言,其增升效果与其高度密切相关。分析结果表明,添加襟翼是一种方便、有效的风力机翼型增升方法。
【图文】：

图 2-1 风轮的气流图如果假定空气是不可压缩的，有连续性条件可得：1122S u= Su=Su风作用在风轮上的力可由动量定理得出：( )12F = ρS uu u故风轮吸收的功率为：( )122P = Fu=ρ Suu u此功率是由风的动能转换而来的，从上游至下游动能的变化为( )222121 N =ρS uu u令 P = N，得到：uu+

风力机翼型是其叶片在展长方向某一位置剖面的轮廓线。翼型一般是瘦长形的，在其前部较厚且有小圆弧状前缘，而其后部较薄且有一较尖的后缘。翼型上表面的前部曲率较大，后部曲率较小。翼型的气动性能直接与翼型外形有关；通常，翼型外形由下列几何参数确定[16][17][18]。（1）翼弦翼型前缘点 A 与后缘点 B 之间的连线叫做翼弦，翼弦 AB 的长度称为弦长，，用字母 C 表示，它是翼型的基准长度，也称为几何弦。除几何弦外，翼型还有气动弦；当气流方向与气动弦一致时，作用在翼型剖面上的升力为零（如图 2-2）。因此，气动弦又称为零升力线，对于对称翼型的几何弦和气动弦是重合的。（2）翼型的中弧线翼型轮廓线的内切圆圆心的连线叫做中弧线；也称为翼型的骨线或中线。对于对称翼型的中弧线和翼弦是重合的。
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TK83

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本文编号：2612395