风力机专用翼型的空气动力特性研究

发布时间：2020-05-28 02:03

【摘要】： 随着科学技术的发展,能源需求的日益增大,环境保护问题也迫在眉睫。风能作为一种洁净的可再生环保能源以其独特的优越性越来越受到社会的重视。风力机发电是利用风能的主要形式,叶片是风力发电机吸收风能的重要部件,而翼型又是叶片设计的最基本要素,因此,对风力机翼型的研究是当前风力机空气动力学研究的一个热点,也是风力机研究的基础。 本文首先在分析国内外风电开发现状、风力机翼型研究现状的基础上,对风力机翼型的空气动力学的基本理论做了详细的介绍,包括翼型的几何特性,传统风力机翼型系列和风力机专用翼型系列等,并对各种系列翼型的空气动力特性进行了描述。其次以提高计算精度为目标,对数值计算中涉及到的湍流模型、网格划分方式、离散格式等,进行了比较性研究,找到了一种较为合理的搭配方式,用这种计算方式对不同展向长度的直叶片进行了数值计算,以研究三维效应对翼型气动性能的影响。第三,在数值计算中,发现附体流动时翼型升阻力监测曲线有波动现象,而且波动的幅度随着攻角的增加而增加,分析引起该现象的原因,并逐一进行验证计算,结果发现后缘厚度过大是引起该现象的主要原因,故对原翼型后缘做了三种改型计算,结果表明,减小后缘厚度的确会减小升阻力监测曲线的波动幅度,而增加后缘厚度将增大波动幅度。最后,利用Gurney襟翼来分析翼型受力的波动现象。
【图文】：

图2.2Du翼型升阻力特性[l2]力特性的阻力特性可以用翼型的阻力系数Cd随攻角变化的阻力曲线型阻力系数随升力系数变化的极曲线来表示。翼型阻力包括摩。在附着流区，翼型阻力主要是摩擦阻力，阻力系数随攻角增发生分离后，翼型阻力主要是压差阻力，阻力系数随攻角增加加到90时阻力特性和平板相类似，阻力系数接近于2.0。如图仰力矩特性的俯仰力矩特性可以用翼型的俯仰力矩系数Cm随攻角变化的也可以用翼型俯仰力矩系数随升力系数变化的力矩曲线来表示参考中心一般取在距前缘0.25弦长处，变桨距风轮叶片设计叶片各剖面0.25一0.35弦点的连线附近，以减少叶片变桨时的型的俯仰力矩特性对于变桨距叶片来说是很重要的。在附着流呈线性变化，绕气动中心(焦点)的力矩系数保持不变;翼翼型的1/4弦点附近，NACA44系列翼型的焦点在1/4弦点加而向前移动;NACA63系列翼型的焦点在1/4弦点的后面，，

阻力特性可以用翼型的阻力系数Cd随攻角变化的阻力曲线来阻力系数随升力系数变化的极曲线来表示。翼型阻力包括摩在附着流区，翼型阻力主要是摩擦阻力，阻力系数随攻角增生分离后，翼型阻力主要是压差阻力，阻力系数随攻角增加迅到90时阻力特性和平板相类似，阻力系数接近于2.0。如图力矩特性俯仰力矩特性可以用翼型的俯仰力矩系数Cm随攻角变化的可以用翼型俯仰力矩系数随升力系数变化的力矩曲线来表示考中心一般取在距前缘0.25弦长处，变桨距风轮叶片设计时，片各剖面0.25一0.35弦点的连线附近，以减少叶片变桨时的操的俯仰力矩特性对于变桨距叶片来说是很重要的。在附着流线性变化，绕气动中心(焦点)的力矩系数保持不变;翼型型的1/4弦点附近，NACA44系列翼型的焦点在1/4弦点前，而向前移动;NACA63系列翼型的焦点在1/4弦点的后面，而向后移动。气流发生分离后翼型俯仰力矩系数随攻角的变，如图2.3所示。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TK83

【引证文献】

相关硕士学位论文 前2条

1 卢俊;风帆船动力装置的建模与仿真研究[D];武汉理工大学;2011年

2 丁明华;大型海上风机结构系统的动力特性研究[D];大连理工大学;2011年

本文编号：2684522