风力机叶片翼型气动性能数值模拟

《风力机叶片翼型气动性能数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第29卷第6期可再生能源Vol.29No.62011年12月RenewableEnergyResourcesDec.2011风力机叶片翼型气动性能数值模拟胡丹梅，李佳，张志超（上海电力学院能源与环境工程学院，上海200090）摘要：采用数值模拟方法对NACA23012，NACA4412，S809，S810等4种常用风力机叶片翼型进行了研究，分析了翼型静止与振荡时的气动性能。随着攻角的增加，静止翼型的升力系数先增大后减小，其阻力系数一直增大，显示出NACA4412翼型具有较好的低风速启动性能；振荡翼型的升力系数随着攻角的变化呈现一个闭合迟

2、滞环曲线，显示出振荡翼型S809的动态失速迟滞效应最为明显。文章参照模拟结果和对比试验数据，验证了数值模拟的可靠性。关键词:风力发电机；翼型；数值模拟；气动特性中图分类号：TK83文献标志码：A文章编号：1671-5292（2011）06-0006-05NumericalsimulationontheaerofoilaerodynamicperformanceofwindturbinebladeHUDan-mei，LIJia，ZHANGZhi-chao（SchoolofThermalPower＆EnvironmentalEngineer

3、ing，ShanghaiUniversityofElectricPower，Shanghai200090，China）Abstract:FourkindsofaerofoilofwindturbinebladewhichareNACA23012,NACA4412,S809andS810werestudiedbynumericalsimulationmethod，andtheaerodynamicperformanceofthestaticandoscil-lateaerofoilwasanalyzed.Withtheangleofatt

4、ackbecominglarger,theliftcoefficientofthestaticaero-foilfirstincreasedandthendecreased,however,thedragcoefficientcontinuouslyincreased.ItshowedNACA4412aerofoilhadabetterlow-speedstart-upperformance.Theliftcoefficientcurveoftheoscillateaerofoilwaspresentedaclosedhysteresi

5、sloopcyclewiththeangleofattackincreased.Thehysteresisef-fectoftheS809aerofoilwasmostobvious.Basedonthesimulateddataandtheexperimentdata，therelia-bilityofnumericalsimulationwasverified.Keywords:windturbine；airfoil；numericalsimulation;aerodynamicperformance0引言早期的风轮叶片是在直升机桨

6、叶翼型基础叶轮是风力发电机捕获风能的核心部件，叶上改进而来的。例如，美国的很多水平轴风力机轮叶片的设计优劣直接影响其风能利用效率。叶都采用了NACA翼族的NACA230XX系列和片是风电设备造价最贵的部件，约占风机总造价NACA44XX系列翼型（其中，XX表示最大相对厚[1]的20%。叶片技术是风能利用的关键，叶片的度，其值为12%～28%）。但是，在某些方面，这些设计包括翼型的选择、弦长和扭转角分布的优化翼型还存在不足之处，例如，NACA230XX系列的[2]以及叶片厚度同叶片弦长比例的确定。翼型是翼型对表面污垢比较敏感，随着翼型厚度

7、的增[3]风力机叶片的组成单元，也是叶片设计时必须考加，其气动特性恶化速度比其他翼型快。20世虑的要素。纪80年代中期，发达国家开始研究风力机专用收稿日期：2011-01-01。基金项目：国家自然科学基金项目(50706025)；上海市教育委员会科研创新重点项目(11ZZ171)。作者简介：胡丹梅（1972-），女，博士，副教授，主要从事动力机械、风能利用技术的研究开发工作。E-mail：hudanmei@shiep.edu.cn通讯作者：李佳（1985-），女，回族，河南郑州人，硕士研究生，主要从事风机叶片的气动学研究。E-mail：

8、lijia64959578@163.com·6·胡丹梅，等风力机叶片翼型气动性能数值模拟新翼型，并发展了各自的翼型系列，如美国的NACA4412和NACA23012翼型最大相对厚NREL系列、SERI系列翼