Gurney襟翼对风力机叶片气动性能影响的数值研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:assofour
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随着社会的发展,现今对能源的需求在不断增加,由于对环境污染的担忧,开发和利用新能源,特别是可再生能源,已成为当今世界各国的紧迫任务。风能作为一种可以规模化使用的可再生能源已经受到广泛的重视。在来流风速相同和叶片面积相等的条件下,提高叶片的升力系数能有效地提高叶片的升力。虽然人们尝试了许多技术措施提高风力机叶片的升力,但Gurney襟翼的方案最容易实施。本文综述了Gurney襟翼在风力机上的应用研究情况与研究方法的现状,并采用CFD数值模拟的方法对Gurney襟翼进行了定常数值模拟研究。针对美国国家可再生能源实验室(NREL)的S809翼型,建立了包括S809翼型和Gurney襟翼在内的二维CFD数值模拟模型,验证了定常数值计算模型的正确性和可靠性,计算结果表明添加Gurney襟翼后,在襟翼后方产生一个交替脱落的卡门涡街,此交替脱落的涡街使得流经吸力面的空气在经过Gurney襟翼后非但没有分离,反而速度增加,这也使得吸力面吸力增强,因而环量增加,该翼型在多数攻角内都比原翼型的升力系数都提高了,且在低攻角时增加了翼型的升阻比。针对美国国家可再生能源实验室(NREL)在Ames的低速风洞中进行的两叶片定转速失速型风力机机型,建立了包括叶片、轮毂和Gurney襟翼在内的风力机整机的全三维CFD数值模拟模型。定常模拟结果显示,在60%-80%R处添加Gurney襟翼叶片压力面的压力分布较均匀,压力系数也得到了明显提高。表明在该处添加Gurney襟翼能明显地提高叶片升力。
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