对雷诺数对du系列翼型气动性能的影响

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1、机械设计与制造第11期92MachineryDesign&Manufacture2015年11月雷诺数对DU系列翼型气动性能的影响贾亚雷．一，韩中合‘，李鹏，韩旭(1．华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，河北保定071003；2．河北软件职业技术学院，河北保定071000)摘要：针对雷诺数对大型风力机常用的DU系列翼型气动性能的影响，以DU25、DU30、DU40三种厚度翼型为研究对象，采用Gambit6．3对模型进行流场网格划分，利用商用CFD软件Fluent14．0对其进行气动性能计算，并对其升力特性、阻力特性、升阻比

2、及力矩系数等气动性能参数在(0～30)。攻角范围内进行了分析比较。结果表明，在一定攻角范围内，雷诺数越大翼型的升力系数越大，阻力系数越小，升阻比越大，并且翼型的相对厚度越小，其气动性能受雷诺数影响越大。研究结果为今后的风力机叶片设计及优化提供了一定的参考依据，对片优化具有一定的指导意义。关键词：翼型；风力机；雷诺数；升阻比中图分类号：TH16；TK83文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)11-0092—04EfectsofReynoldsNumberonAerodynamicsonDUAirfoil-JIAYa-lei，

3、HANZhong-he，LI’Peng，HANXu(1．KeyLabofConditionMonitoringandControlforPowerPlantEquipment(NoahChinaElectricPowerUniversityMinistryofEducation，HebeiBaoding071003，China；2．HebeiSoftwareInstitute，HebeiBaoding071000，China)Abstract：TheairfoilDU25、DU30、DU40isselectedasresearchedob

4、ject，andtheeffectofReynoldsonDUSeriesai咖aerodynamicpefarmanceforlargewindturbine．ThemodelofflowfieldismeshedwithGambit6-3．anditsaerodynamicpe~r,nanceiscalculatedwithcommercialCFDSOfiWO~Fluentl4．Andtheliftcoefficient，dragcoeficient，lift-dragratioandpithingmomentcoefficient

5、withintherangeof(0-30)。angleofattackareanalyzedandcompared．Theresultsshowthatthefcoefficientandthelifttodragincreases，whilethedragcoefficientdecreaseswiththeincreaseofReynoldsnumberwithinacertainrange．Theresultsprovideafro~'neofreferenceforwindturbinebladedesignandoptimiz

6、ation，andhavesome5eforthebladeoptimization．KeyWords：Airfoil；WindTurbine；Reynolds；Lift-to-Drag1引言于叶片截面翼型的选择、叶片的气动性能计算以及叶片整体优化设计具有重要的指导意义[41。随着数值计算方法和计算机技术的不叶片是风力机的核心部件，风力机的运行效率和可靠性与断发展，计算流体力学(cFD)方法在风【力机翼型气动性能计算中得叶片各个截面翼型的气动性能密切相关，各截面翼型的良好气动到了广泛应用。CFD方法具有较高计算精度，可以对流动细节及流性能

7、是保障风力机优越性能及机组稳定运行的决定性因素。对风动机理进行分析，是叶片气动外形设计及优化的有效工具。力机叶片结构设计与气动设计时，关键的问题准确计算风力机的以$809翼型来验证算法可靠性，进一步以现代大型风力机气动陛能及其载荷分布0-2]。BEM理论计算是计算叶片气动性能常用的DU系列翼型为研究对象，研究雷诺数对DU系列翼型气最常用的理论，其计算精度在很大程度上依赖于不同雷诺数和湍动性能的影响，采用Gambit软件进行网格划分，利用Fluentl4．0流强度下二维翼型气动性能数据及各种经验模型。雷诺数是流体对翼型气动特性进行计算，为叶

8、片的优化设计及叶片的气动性能惯性力与粘性力之比，其大小是衡量气体粘性作用大小的重要准及载荷计算提供依据。则。当风速及转速变化时，风力机的各个截面翼型所处的流场雷诺数会发生改变[31，2兆瓦级风