為減小動(dòng)態(tài)失速對垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能的影響,提出在翼型尾緣布置動(dòng)態(tài)格尼襟翼的主動(dòng)流動(dòng)控制方法。以直線翼垂直軸風(fēng)力機(jī)為研究對象,采用非定常雷諾平均（URANS）方程進(jìn)行數(shù)值求解,研究主動(dòng)式格尼襟翼對垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能的作用。結(jié)果表明:翼型尾緣采用主動(dòng)式格尼襟翼,使垂直軸風(fēng)力機(jī)最佳尖速比降低2.5,提高運(yùn)行穩(wěn)定性,并能增大整機(jī)在低風(fēng)速下的啟動(dòng)力矩;較原始翼型,主動(dòng)式格尼襟翼使整機(jī)風(fēng)能利用率提高27.9%,并降低葉片尾渦強(qiáng)度,減小脫落渦對背風(fēng)區(qū)葉片的影響;當(dāng)尖速比大于最佳減速比,格尼襟翼伸出高度大于2%c,控制效果將逐漸減弱,整機(jī)風(fēng)能利用率提升效果明顯降低。 

【文章來源】：熱能動(dòng)力工程. 2020,35(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

原始垂直軸風(fēng)力機(jī)幾何模型

以NACA0021為基礎(chǔ)翼型,參考文獻(xiàn)[22]的布置方式,在距原始翼型尾緣10%c處,布置主動(dòng)式格尼襟翼,改進(jìn)后的垂直軸風(fēng)力機(jī)幾何模型如圖2所示。為便于控制格尼襟翼在翼型壓力面和吸力面往復(fù)運(yùn)動(dòng),與翼型之間設(shè)置寬度為0.175%c的縫隙,襟翼高度為0.5%c,寬度為0.35%c。1.3 主動(dòng)式格尼襟翼控制策略

垂直軸風(fēng)力機(jī)旋轉(zhuǎn)過程中,葉片吸力面與壓力面存在交替變化的現(xiàn)象。因此,為保證格尼襟翼始終保持在翼型壓力面,針對圖2中的幾何模型,采用3種不同策略控制格尼襟翼運(yùn)動(dòng)。圖3為格尼襟翼伸出高度隨方位角變化曲線,高度為負(fù)值表示伸出方向與原方向相反。圖3(a)中格尼襟翼伸出高度以正弦曲線形式變化,始終向翼型壓力面伸出,且最大高度為Hmax;圖3(b)表示翼型位于迎風(fēng)側(cè)時(shí),格尼襟翼以正弦曲線向壓力面伸出,當(dāng)位于背風(fēng)側(cè)時(shí),格尼襟翼伸縮至原始位置;圖3(c)的控制策略與圖3(b)的控制策略相反。格尼襟翼3種控制策略的速度函數(shù)為:

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]吹氣控制策略對垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能的影響[J]. 朱海天,郝文星,李春,丁勤衛(wèi).  熱能動(dòng)力工程. 2018(10)
[2]重疊網(wǎng)格方法的研究進(jìn)展[J]. 李鵬,高振勛,蔣崇文.  力學(xué)與實(shí)踐. 2014(05)
[3]襟翼對垂直軸風(fēng)力機(jī)性能影響的數(shù)值模擬[J]. 徐璋,王茜,皇甫凱林,鐘英杰.  動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2011(09)
[4]基于STAR-CCM+的簡單流體模型CFD研究[J]. 邱靜,王國志,李玉輝.  液壓氣動(dòng)與密封. 2010(10)
[5]動(dòng)網(wǎng)格生成技術(shù)及非定常計(jì)算方法進(jìn)展綜述[J]. 張來平,鄧小剛,張涵信.  力學(xué)進(jìn)展. 2010(04)



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