【摘要】：大型風力機葉片在實際工作中會出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)和搖擺的變形,這將會改變?nèi)~片的氣動性能,影響風力機的運行性能和結(jié)構(gòu)可靠性。作為風力發(fā)電機特性影響因素的基礎研究,本文使用壓力傳感器和二維粒子圖像測速(PIV)系統(tǒng)在亞音速風洞中對水平軸風力機葉片頂端常用NACA64418翼型的三維等截面模型進行了穩(wěn)態(tài)與俯仰振蕩的實驗研究,通過二維模擬結(jié)果和三維實驗結(jié)果對比,分析了葉尖渦對三維翼型升力系數(shù)的影響。并在相同雷諾數(shù)下對比分析了該翼型在穩(wěn)態(tài)與俯仰振蕩下的氣動力變化情況。由于實驗條件的限制,利用數(shù)值模擬軟件FLUENT對該翼型振蕩的氣動特性進行了進一步的研究。通過用戶自定義函數(shù)(UDF)實現(xiàn)翼型二維非結(jié)構(gòu)動網(wǎng)格設置。首先,對該翼型進行了與實驗條件一致的純俯仰振蕩模擬研究,并與之前的實驗結(jié)果對比。接著在確認模擬可靠性的基礎上對該翼型進行了純俯仰、純沉浮和俯仰沉浮組合振蕩的數(shù)值模擬研究。結(jié)果表明,振蕩翼型升力系數(shù)的遲滯效應隨著斯特勞哈爾數(shù)的增加變得明顯,其遲滯環(huán)方向隨著折合頻率的增加由逆時針變?yōu)轫槙r針。在動態(tài)失速階段,升力系數(shù)隨攻角變化關(guān)系曲線的遲滯效應隨著振蕩頻率的增加減弱并且有回歸到線性變化的趨勢。在振蕩強度較小時,升力系數(shù)隨平均攻角的增加而增大。在高斯特勞哈爾數(shù)時,翼型的升力系數(shù)主要受其運動狀態(tài)的影響,與其攻角無關(guān)。文中對葉片翼型動態(tài)振蕩下的氣動特性的研究,對于了解風力機實際工作情況下的功率輸出和載荷變化有一定的參考價值。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TK83

【參考文獻】

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本文編號：2636851