黄宸武
,
杨科
,
廖猜猜
,
王国付
,
赵晓路
工程热物理学报
采用表面压力测量系统,在小型回流式低速风洞中开展了S809风力机专用翼型的低雷诺数(Re＜ 5×105)气动特性实验研究,获得了自由和固定转捩条件下不同雷诺数的压差升、阻力和表面压力分布特性.将为小型风力机叶片设计及相关研究提供数据支撑,并填补了该翼型低雷诺数气动特性数据的空白.
关键词:
风力机
,
S809翼型
,
低雷诺数
,
气动特性
王胜军
,
张明明
,
王强
,
徐建中
工程热物理学报
本文提出一种新型致动面模型用于研究风力机尾流特征.该模型利用无厚度平面表示真实叶片,利用二维翼型气动数据根据BEM理论在表面施加压力,同时通过求解N-S方程计算转子流场.本文利用新型致动面模型计算了NRELphase Ⅵ风力机气动特性,并将计算结果与实验值相比较,验证该模型用于风力机尾流场研究的可能性.
关键词:
致动面模型
,
风力机
,
动量叶素理论
,
计算流体动力学
,
气动特性
王国付
,
张明明
,
徐建中
工程热物理学报
本文以开发低雷诺数下优良气动特性翼段为目标,对以NACA634-021翼型为基型的光滑翼段和仿生翼段模型,在0°～90°攻角,雷诺数Re=2×105的条件下,采用五分量测力天平和粒子图像测速仪(PIV)于直流风洞中分别测量升阻力等翼型气动特性和流场特性.结果表明:仿生翼段的失速特性更为平缓,失速后升力系数提高21％,升阻比增加23％,阻力系数减小3％,在30°～80°大攻角区具有一定增升减阻效果.作用机理:改变了光滑翼型的边界层分离模式,加强了边界层内部和外部势流的动量交换,进而增强了吸力面流场抵御逆压梯度的能力,使得流动分离推迟,失速得以延缓.
关键词:
仿生翼段
,
气动特性
,
风洞实验
,
测力天平
,
粒子图像速度仪(PIV)
李岩
,
迟媛
,
冯放
,
田川公太朗
,
田文强
工程热物理学报
为研究垂直轴风力机叶片表面结冰的规律以及结冰对其性能的影响，对采用NACA0018翼型的风力机叶片进行了风洞结冰试验研究。在风洞试验段内安装了喷水装置，室外的寒冷空气被吸入风洞后与过冷水滴一起吹向叶片并碰撞结冰。测试了不同水滴流量和叶片攻角下的叶表结冰分布及叶片的升阻力系数变化。在一定攻角范围内，叶表结冰量随翼型迎风面积增加而增加；结冰后的阻力系数增大，升力系数减小，叶片的气动特性降低。
关键词:
垂直轴风力机
,
结冰
,
风洞试验
,
叶片
,
气动特性
左薇
,
康顺
工程热物理学报
本文采用CFD数值模拟方法研究了H型垂直轴风力机基于动态变桨条件下的二维非定常黏性绕流场.以一个三叶片H型风力机的实验模型为研究对象,采用笛卡尔动网格方法,选用SST湍流模型.叶尖速比分别为2.15和2.27,将动态变桨条件下模拟得到的风力机的功率系数与常规无变桨条件下的模拟结果进行了比较.讨论了单个叶片和风轮总载荷沿周向的变化规律,详细分析了一个旋转周期内二维非定常涡量场的变化,揭示了动态变桨后风力机气动载荷提高的原因.
关键词:
H型垂直轴风力机
,
气动特性
,
数值模拟
,
动态变桨
刘强
,
杨科
,
黄宸武
,
张磊
,
徐建中
工程热物理学报
分别采用BEM和CFD方法对NREL 5 MW风力机的气动特性进行计算,通过分析不同风速下各气动参数的变化规律,揭示了大型变速变桨风力机的功率特性和载荷特性。两种计算结果的详细对比和分析表明,高风速时由于雷诺数大幅增加,BEM方法计算的功率和载荷偏大,在采用BEM方法进行大型风力机的气动设计和校核时,应当考虑雷诺数的影响。同时,失速延迟修正和叶尖损失修正模型在高风速时有较大误差,有必要深入验证传统的修正模型在大型风力机上的适用性。
关键词:
风力机
,
BEM
,
CFD
,
气动特性
,
气动载荷
白井艳
,
杨科
,
黄宸武
,
刘强
,
徐建中
,
张磊
工程热物理学报
本文根据翼型表面压力分布对边界层的影响，分析翼喇表面压力分布的特点，以XFOIL计算软件为设计平台，采用其中的混合反设计模块，通过合理改变翼型表面的速度分布来得到气动特性满意的翼型。所设计的翼型主要要求具有高的设计升力系数、高的最大升阻比、良好的前缘粗糙不敏感性及和缓的失速特性。在提高设计升力系数的同时限制最人升力系数，以减小两者的差值，减小叶片的极限载荷。经计算分析，采用反设计优化得到的翼型与DU翼型相比具有很好气动特性。
关键词:
反问题设计
,
速度分布
,
气动特性
白井艳
,
杨科
,
徐建中
工程热物理学报
对水平轴风力机专用翼型族—CAS-W1-XXX薄翼型族试验结果进行了分析,并将其与国外同等厚度翼型进行对比。试验结果表明,与国外同等厚度翼型相比CAS-W1-XXX薄翼型具有良好的前缘粗糙不敏感性、高的最大升力系数、设计升力系数和良好的失速特性。为进一步提高翼型的气动特性,在试验结果的基础上对CAS-W1-XXX薄翼型族进行再次优化。根据XFOIL计算结果,优化后翼型的最大升阻比得到提高,并且与DU翼型相比具有良好的气动特性。同时对CAS-W1-XXX厚翼型中出现的小攻角失速现象进行了优化改进。
关键词:
水平轴
,
气动特性
,
优化设计
周逊
,
韩万金
,
王振峰
工程热物理学报
本文在低速风洞上对叶顶间隙尺寸为0.036 m的常规直叶栅的间隙中分面和上、下游及栅内的气动参数进行了详细的测量,并与黄洪雁博士对相同叶栅测量的0.023 m间隙尺寸下的实验数据进行了比较.通过对实验结果的分析和讨论,认为叶顶间隙的存在将在涡轮叶栅内引起沿叶高指向上端壁的二次流动,从而改善了下半叶展的流动性能,恶化了上半叶展的流动状态.在较大间隙下泄漏流动更加趋近上端壁,增强了壁面剪切效应,从而使得较大间隙的总压损失大于较小间隙.
关键词:
涡轮叶栅
,
气动特性
,
间隙尺寸
张学迅
,
赵晓路
,
徐建中
工程热物理学报
风力机降噪的一种措施是在叶片尾缘加装锯齿,但是尾缘锯齿对叶片气动性能影响的研究还不充分.本文采用SST湍流模型,应用定常N-S流动求解器,在雷诺数Re=3×106的条件下,数值模拟研究了带有三种几何尺度的锯齿尾缘的翼型在攻角0°到17°范围内的气动特性.特定参数(h/λ=1和1.5)的STE在失速之前可提高翼型的升力,在工作攻角范围内综合气动性能优于原翼型.在小到中等攻角时,锯齿尾缘会减弱下游尾迹区中涡结构的展向一致性,有利于降低噪声.
关键词:
锯齿尾缘
,
气动特性
,
数值模拟
