風(fēng)力機(jī)很少運(yùn)行在設(shè)計(jì)工況下,要么運(yùn)行在高風(fēng)速工況下,要么運(yùn)行在小風(fēng)速工況下;當(dāng)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行在高風(fēng)速工況下時(shí),翼型上表面會(huì)發(fā)生流動(dòng)分離現(xiàn)象,造成翼型失速;當(dāng)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行在小風(fēng)速工況下時(shí),翼型的氣動(dòng)性能達(dá)不到設(shè)計(jì)工況的要求。風(fēng)力機(jī)運(yùn)行時(shí)上游風(fēng)力機(jī)產(chǎn)生的葉尖渦會(huì)影響下游風(fēng)力機(jī)的氣動(dòng)性能。為了讓運(yùn)行在非設(shè)計(jì)工況下的風(fēng)力機(jī)能夠提高風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率以及減少上游風(fēng)力機(jī)對(duì)下游風(fēng)力機(jī)的影響,本文研究了翼型上的兩種開(kāi)孔方式對(duì)翼型氣動(dòng)性能的影響,以及了開(kāi)孔對(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能的影響。本文的主要工作包括:1、對(duì)四種常用的湍流模型進(jìn)行了篩選,得到了最能表征出翼型實(shí)際流場(chǎng)湍流模型;在此基礎(chǔ)上,對(duì)在S809翼型上下表面同時(shí)開(kāi)孔的開(kāi)孔幾何參數(shù)（孔的位置、孔的寬度、孔的斜率）進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)值模擬研究。研究結(jié)果表明:此開(kāi)孔方式在小攻角下會(huì)使得翼型的氣動(dòng)性能降低;而當(dāng)攻角在12°攻角以后時(shí),此開(kāi)孔方案會(huì)增加翼型的氣動(dòng)性能;當(dāng)攻角變化時(shí)較優(yōu)的開(kāi)孔位置也會(huì)變化,但孔的寬度和孔的隙斜率對(duì)翼型氣動(dòng)性能的影響不會(huì)隨著攻角的變化而變化。2、通過(guò)在翼型前緣和翼型下表面同時(shí)開(kāi)孔的方式來(lái)解決低攻角下翼型氣動(dòng)性能低的問(wèn)題。在0°攻角時(shí),對(duì)孔的三個(gè)幾何參數(shù)... 

【文章來(lái)源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

S系列翼型示意圖

DU系列翼型示意圖

碩士學(xué)位論文5圖1.6RIS系列翼型示意圖風(fēng)力機(jī)利用葉片將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，葉片的氣動(dòng)性能直接影響風(fēng)力機(jī)的效率。為了獲得更高的風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率，需要使翼型具有更高的升力系數(shù)和更高的升阻比。根據(jù)文獻(xiàn)[28]得出風(fēng)力機(jī)機(jī)翼應(yīng)滿足以下氣動(dòng)要求:一是高升阻比(Cl/Cd)；二是在風(fēng)的隨機(jī)行為中表現(xiàn)良好；三是前緣粗糙度敏感性低。不同的優(yōu)化技術(shù)已經(jīng)用來(lái)設(shè)計(jì)滿足這些條件的翼型[29-32]。然而，很難有一個(gè)翼型能夠充分滿足所有要求。風(fēng)力機(jī)葉片通常運(yùn)行在大攻角工況下，在葉片的整個(gè)吸力面上幾乎氣流全部分離，導(dǎo)致翼型處在深度失速條件下。葉片表面流動(dòng)分離的產(chǎn)生，導(dǎo)致葉片升力減小和阻力增大，進(jìn)一步使得風(fēng)力機(jī)整體噪聲和振動(dòng)增大。為了提高風(fēng)力機(jī)葉片在大迎角下的氣動(dòng)性能，需要簡(jiǎn)單有效的方法來(lái)延緩葉片吸力面的流動(dòng)分離。為了改變?nèi)~片周圍氣流的流動(dòng)狀態(tài)和延遲流動(dòng)分離，國(guó)外已經(jīng)研究出了許多利用主動(dòng)或被動(dòng)流動(dòng)控制的方法。在主動(dòng)流動(dòng)控制方面，Gilarranz等人[33]在NACA0015翼型上雷諾數(shù)為896000時(shí)，實(shí)驗(yàn)研究了合成射流致動(dòng)器(SJA)對(duì)流動(dòng)分離控制的效果，結(jié)果表明：在大攻角下工況，SJA延遲了流動(dòng)分離且使得翼型最大升力系數(shù)增加了80%，而失速攻角從12°增加到18°。YouD等人[34]在NACA0015翼型上進(jìn)行了湍流分離的大渦模擬，結(jié)果證實(shí)了Gilarranz等人的實(shí)驗(yàn)觀察。YenJ等人[35]研究了SJA在降低垂直軸風(fēng)力機(jī)(VAWT)動(dòng)態(tài)失速中的應(yīng)用。KummerJD等人[36]提出了一種將橫流風(fēng)扇嵌入厚翼內(nèi)以提高翼型升力和產(chǎn)生推力的方法，數(shù)值模擬(CFD)研究表明：風(fēng)扇產(chǎn)生的吸力效應(yīng)消除了大迎角下的流動(dòng)分離，提高了翼型的升力系數(shù)。Blaylock等人[37]比較了兩種主動(dòng)流動(dòng)控制技術(shù)的效果，包括微翼片和微射流在NACA0012機(jī)翼上的應(yīng)用，結(jié)果表明：兩種方法均可提高升?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[4]葉尖小翼對(duì)軸流風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的影響研究[D]. 雋智輝.華中科技大學(xué) 2017
[5]風(fēng)電葉片及翼型安裝渦流發(fā)生器氣動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 薛丁云.中國(guó)科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所) 2016
[6]渦流發(fā)生器參數(shù)對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)特性影響的數(shù)值模擬研究[D]. 何政洋.重慶大學(xué) 2016
[7]葉尖小翼對(duì)風(fēng)力機(jī)流場(chǎng)及振動(dòng)特性的影響研究[D]. 王龍.湘潭大學(xué) 2015
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