粗糙度对风力机翼型气动性能影响的研究

发布时间：2021-04-08 13:29

　　为了得到粗糙度对翼型气动性能的影响,采用CFD数值模拟,研究了S809翼型布置粗糙度时的气动性能,得到了其敏感粗糙度;模拟计算了翼型吸力面和压力面分段布置粗糙度时,翼型升、阻力的变化;采用对称加厚的方式对S809翼型进行钝尾缘修型,并对最优修型和原始翼型气动性能进行了比较。结果表明:粗糙度0.5 mm是S809的敏感粗糙度,吸力面距离前缘5%、55%弦长位置和压力面相距45%、65%弦长位置是翼型粗糙度敏感位置;钝尾修型2%弦长为最优,修型之后的升力在布置粗糙度后有明显提升,综合指标数表明:改型翼型相比于原始翼型具有相对较低的粗糙度敏感性。 

【文章来源】：机床与液压. 2020,48(05)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

S809翼型外流场

进口速度为36.5 m/s,雷诺数为1.5×106,计算攻角范围在-4°～12°之间,对S809表面光滑翼型进行了气动性能的数值模拟,得到了如图2所示的升力系数和阻力系数与攻角之间的关系,可以看出升力系数和阻力系数计算结果与试验值对比数据吻合较好。3.2 表面粗糙度对翼型气动性能的影响

根据上式,研究S809翼型的气动性能和粗糙度的关系。选取粗糙度为0.03、0.08、0.1、0.2、0.3、0.5、0.6、0.7、1、2 mm,分别均匀布置在光滑翼型表面,升力系数CL和阻力系数CD的计算结果如图3所示。由图3可知,S809翼型粗糙度敏感度较低,在很小的粗糙度范围内,尤其是在0.5 mm粗糙度之前,翼型升力系数迅速下降,阻力系数迅速上升,但是当表面粗糙度大于0.5 mm之后,升力系数下降开始变得缓慢,阻力系数上升速度也同时降低。主要原因是:在0.5 mm粗糙度之前,伴随着翼型表面粗糙度值的增大,出现层流边界层逐渐向湍流边界转变的一个过程,当粗糙度大于0.5 mm,尤其是0.7 mm之后,基本转化成湍流边界层,湍流对S809翼型的气动性能影响已经减弱,变化不再剧烈,所以0.5 mm粗糙度可以作为一个敏感粗糙点继续进行研究。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3125642