钝尾缘叶片三维建模方法的研究.pdf

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1、第27卷第6期2014年”月机电产品开簋与剀崭Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsV01．27，No．6Nov．。2014文章编号：1002—6673(2014)06-096-03钝尾缘叶片三维建模方法的研究张富海，李成良，陈淳，乔玉军，梁湿(中材科技风电叶片股份有限公司，北京100085)摘要：钝尾缘风力机翼型目前被多数用于大型风力机叶片叶根与最大弦长处。这是因为气动上．钝尾缘翼型能够提高升力系数斜率、降低翼型不敏感性；而结构上。钝尾缘翼型与相同厚度翼型相比增加了截面

2、面积和转动惯量【1】，论文依据钝尾缘特点。提出设计钝尾缘翼型方案。并以58米长度叶片为例，设计钝尾缘翼型形状，以及此区域主模型的分模方式，完成三维模型建立。为后续有限元建模及模具加工制造提供基础。关键词：钝尾缘；翼型；3D建模；叶片；模具中图分类号：TP391．9文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002—6673．2014．06．037ResearchonBluntTrailingEdgeMoldingofWindTurbineBladeZHANGFu-Hai，LIChe，矿Li佩g，CHENChun，QtA0Yu-

3、Jun，LIANGShi(SinomatechWindPowerBladeCo．，Ltd．，Beijing100085，China)Abstract：Blunttrailingedgehavebeenproposedfortheinboardregionoflargewindturbineblade，usedformbladeroottOmaximumchordlocation．ItisbecausethattheBlunttrailingedgeincreasethesectionalITlaxinlurnh丘coefficienta

4、nd雠curvedopeandreducesthewell—documentedsensitivityinaerodynamic．Smcturally，theblunttrailingedgeincreasesthesectionalaeraandsectionalmomentofinertiaforagivensirfoilmaxi／nurnthickness．Thispapershowsa58mbladeasanexample，desi印theblunttrailingedgeand3DmoldusedCATIAso,ware．th

5、e3Dmoldisveryimportantforanalysisandmanufacturing．Keywords：blunttrailingedg,；airfoil；3Dmold；blade；mold0引言随着风力机叶片大型化趋势的发展，叶片气动、结构设计难度越来越大，国外设计的大型叶片(超过50米长度)，钝尾缘形式被广泛应用，而国内自主设计钝尾缘叶片的产品并不多，国内文献研究钝尾缘叶片气动性能表明，钝尾缘翼型提高更大升阻比，其升力系数、阻力系数均增加，而结构特点是增加截面面积和转动惯量，缺点是噪声增大。本文依据钝尾缘特点，考虑翼型

6、几何相容性，结合生产制造等问题设计几何参数，设计一款58米叶片，结果表明叶片曲面质量符合要求。修稿日期：2014—09—25项目来源：国家863计划课题(2009舢如34503)；北京市科技计划课题(D111100001911002)作者简介：张富海(1982一)，男，内蒙古人，硕士研究生，气动工程师。主要研究方向：风力机叶片空气动力学。1钝尾缘翼型设计常见的钝尾缘改型有几种方式[21：①改变中弧线两侧厚度分布的比例。目前钝尾缘改型增加后缘厚度可以是对称分布中弧线两侧，也可是不对称的分布。不对称分布后缘厚度可以增加至压力面、吸力面或两者

7、各占一定比例，其中不对称分布会影响翼型本身最大弯度；②改变厚度分布曲线。后缘厚度增加。从光顺的起点到尾部断面存在很多的光顺方式．不同的光顺方式会对改型后翼型有不同影响，但是影响都很小，这些几何形状的差别都淹没在湍流边界之内；③刚性旋转上下弧线，改型简化为旋转上下两条弧线并且进行前缘修正，改型后翼型的气动性能与对称加厚的方法相近，但是很难进一步降低翼型敏感性。需注意以上三种方式不会改变最大厚度所在弦长位置，由于叶片结构设计中梁帽位置定位参考翼型最大厚度位置，一般在33％左右，但是叶根圆柱段为50％。所以最大弦长与叶根之间的钝尾缘翼型最大厚

8、度位置应该·制造业信息化·在33％～50％之间。本文的钝尾缘设计方法是根据DU系列翼型。型弦长50％一100％位置处，设置步长，切割翼型，不同的相对厚度、后缘厚度和最大厚度所在位置，1所示。15{P8—5一