發(fā)布時(shí)間：2021-04-17 23:14

　　為了改善風(fēng)力機(jī)大厚度翼型的氣動(dòng)性能,采用零質(zhì)量射流對(duì)翼型附近的流動(dòng)進(jìn)行流動(dòng)控制。采用非定常雷諾時(shí)均模擬方法（URANS）對(duì)動(dòng)態(tài)失速狀態(tài)下帶零質(zhì)量射流的DU97-W-300翼型的繞流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,并對(duì)比控制前和控制后的翼型氣動(dòng)特性。結(jié)果表明,隨著射流折合頻率的增加,翼型失速攻角逐漸增大,升力系數(shù)曲線的波動(dòng)次數(shù)逐漸減小。零質(zhì)量射流可以有效抑制流動(dòng)分離,其抑制動(dòng)態(tài)失速的能力隨翼型折合頻率的增加而增強(qiáng),隨激勵(lì)器動(dòng)量系數(shù)的增加而增強(qiáng)。 

【文章來源】：可再生能源. 2019,37(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

里型nnann的幾何植型

數(shù)為160，第一層網(wǎng)格高度為0.001mm，Y+<1，翼型周向網(wǎng)格數(shù)為460，網(wǎng)格總數(shù)為8萬。為了精確求解噴口附近的流動(dòng)結(jié)構(gòu)，在翼型噴口附近區(qū)域進(jìn)行了加密。激勵(lì)器位于20%弦長(zhǎng)處時(shí)，流場(chǎng)區(qū)域的局部網(wǎng)格如圖3所示。2.2邊界條件采用速度進(jìn)口、壓力出口邊界條件。葉片表面將激勵(lì)器振動(dòng)膜的振動(dòng)過程轉(zhuǎn)化為噴口所在位置射流速度隨時(shí)間的變化關(guān)系[10]，即：v（t）=Vsin（2πft）（1）式中：V為一個(gè)周期內(nèi)激勵(lì)速度的最大值；f為激勵(lì)頻率。射流最大速度隨時(shí)間的變化如圖2所示。由圖2可知，射流最大速度呈正弦規(guī)律變化。射流動(dòng)量系數(shù)定義為cμ=2HCv0U∞2（2）式中：H為噴口寬度；C為翼型弦長(zhǎng)；U∞為主流來流速度；v0為激勵(lì)器整個(gè)工作周期內(nèi)的吹氣平均速度。v0=1TT20乙v（t）dt（3）式中：T為激勵(lì)器的工作周期。翼型振蕩的折合頻率定義為k=πCωU∞（4）式中：ω為翼型振蕩頻率。壓力系數(shù)定義為CP=P-P∞0.5ρU∞2（5）式中：P，P∞分別為翼型表面靜壓和翼型來流遠(yuǎn)場(chǎng)壓強(qiáng)；ρ為流體密度。給定5種折合頻率，研究不同折合頻率下零質(zhì)量射流對(duì)翼型氣動(dòng)特性的影響。給定4種射流動(dòng)量系數(shù)，研究不同動(dòng)量系數(shù)下零質(zhì)量射流推遲翼型動(dòng)態(tài)失速的效果，具體研究方案見表1。圖1翼型DU300的幾何模型Fig.1GeometricmodelofDU300airfoil30°Hv（t）XU∞圖2射流最大速度隨時(shí)間的變化Fig.2Variationofmaxvelocitywithtimev/V10-1t/T00.250.500.751.00表1研究方案Table1Parameterssetting研究方案R

2數(shù)值方法2.1計(jì)算域與網(wǎng)格本文采用圓形計(jì)算域，為了減少計(jì)算域邊界對(duì)翼型表面壓力分布的影響，計(jì)算域半徑R=30C。使用ICEM軟件中的O型網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格劃分，生成全域結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。徑向網(wǎng)格數(shù)為160，第一層網(wǎng)格高度為0.001mm，Y+<1，翼型周向網(wǎng)格數(shù)為460，網(wǎng)格總數(shù)為8萬。為了精確求解噴口附近的流動(dòng)結(jié)構(gòu)，在翼型噴口附近區(qū)域進(jìn)行了加密。激勵(lì)器位于20%弦長(zhǎng)處時(shí)，流場(chǎng)區(qū)域的局部網(wǎng)格如圖3所示。2.2邊界條件采用速度進(jìn)口、壓力出口邊界條件。葉片表面將激勵(lì)器振動(dòng)膜的振動(dòng)過程轉(zhuǎn)化為噴口所在位置射流速度隨時(shí)間的變化關(guān)系[10]，即：v（t）=Vsin（2πft）（1）式中：V為一個(gè)周期內(nèi)激勵(lì)速度的最大值；f為激勵(lì)頻率。射流最大速度隨時(shí)間的變化如圖2所示。由圖2可知，射流最大速度呈正弦規(guī)律變化。射流動(dòng)量系數(shù)定義為cμ=2HCv0U∞2（2）式中：H為噴口寬度；C為翼型弦長(zhǎng)；U∞為主流來流速度；v0為激勵(lì)器整個(gè)工作周期內(nèi)的吹氣平均速度。v0=1TT20乙v（t）dt（3）式中：T為激勵(lì)器的工作周期。翼型振蕩的折合頻率定義為k=πCωU∞（4）式中：ω為翼型振蕩頻率。壓力系數(shù)定義為CP=P-P∞0.5ρU∞2（5）式中：P，P∞分別為翼型表面靜壓和翼型來流遠(yuǎn)場(chǎng)壓強(qiáng)；ρ為流體密度。給定5種折合頻率，研究不同折合頻率下零質(zhì)量射流對(duì)翼型氣動(dòng)特性的影響。給定4種射流動(dòng)量系數(shù)，研究不同動(dòng)量系數(shù)下零質(zhì)量射流推遲翼型動(dòng)態(tài)失速的效果，具體研究方案見表1。圖1翼型DU300的幾何模型Fig.1Geometricmodel

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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