风力机叶片翼面的压强分布.pdf

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1、42电力与能源第33卷第1期2012年2月风力机叶片翼面的压强分布邬拮华，田村幸雄，孙炳楠(1．浙江大学宁波理工学院，浙江315100；2．日本东京工艺大学风工程研究中心)摘要：采用基于无粘位流理论的面元法求解翼型速度位以及线性化布置偶极子，满足Dirichlet边界条件和后缘的Kutta条件。通过建立偶极强度的矩阵方程，可以得到翼面的速度分布。根据Bernoulli方程计算翼面的压强分布，进而对翼型的压强分布进行评价。通过对风力机叶片翼型的最大弯度、弯度位置和最大厚度形状参数的讨论，分析了压强系数、驻点、最大负压强系数等气动特点。关键词：翼型；气动性能；压强系数；偶极分布；风

2、力机中图分类号：TK81文献标志码：A文章编号：2095—1256(2012)01—0042—04PressureDistributiononBladeAerofoilf0rWindTurbinesWuZhehua”，YukioTaNura。SunBingnan(1．NingboInstituteofTechnology，ZhejiangUniversity，Ningbo315i00China；2．WindEngineeringResearchCenter，TokyoPolytechnicUniversity，Japan)Abstract：Theresearchworkofsp

3、ecialpurposeairfoilforwindturbinesisdonetOreachagreatefficiencyofenergycapture．Theshapeoftheairfoilisexpressedanalyticallyasafunctionofthethreeparameters，whichcontrolthemaximumcamber，maximumcamberloeationandmaximumthicknessoftheairfoil．Thevelocitypotentialontheairfoilusedapanelmethodispresen

4、ted．Alineardoubletdistributionisappliedoneachpane1．TheinviscidpotentialflowgovernedbytheLaplaceequationprovidesthetangentialvelocitydistributionontheairfoil’Ssurface．Theflowconsideredasincompressibleandirrotationa1．TheexternalDirichletboundarycOn—ditionandKuttaconditionaresatisfied．Thepressu

5、redistributioniscomputedfromthevelocityfieldusingtheBernoulliequation．Thestagnationlocationandthemaximumofinducingpressureoverthebodysurfacearecalculated．Aerodynamicperformancesoftheairfoilsareevaluated．Keywords：aerofoil；aerodynamicperformance；pressurecoefficient；doubletdistribution；windturb

6、ine叶片翼型的气动性能对风力机的运行效果有坐标正向沿翼型弦长指向翼型后缘，Y坐标正向很大的影响，由于翼型的升力系数、阻力系数、升指向翼型上翼面。阻比等的气动特性是由翼型表面的压强分布决定翼型上下翼面坐标：的，因此分析翼型表面的压强分布，对于优化叶片XU——sinp；Yu—Yf+COs5翼型的设计非常重要。与CFD相比，采用面元法L=—Ytsinp；I一f+YtCOsp数值计算翼型表面的压强分布，计算速度快、计算式中：u和Yu分别为上翼面坐标；n和Y分别为下翼面周期短，精度可以满足工程设计要求口]。本文采坐标；口为中弧线切线角；Yr和Y分别为弦上位置-z对应用基于无粘位流理论的

7、面元法求解翼型在来流低的翼型弯度和厚度。速流动无分离情况下的翼面压强分布，从压强分布获得驻点、压强系数极值等气动特性，进而对翼型进行评价。1翼型形状参数图1翼型形状参数翼型形状可以用翼型最大弯度、弯度位置和由翼型中弧线和厚度沿弦长分布得：最大厚度三个参数来控制，如图1所示。一厂()2C詈一())cz≤p如图1所示，翼型坐标轴原点取翼型前缘，3244邬华，等：风力机叶片翼面的压强分布C一1一(Q／Q。2。)4不对称翼型压强分布3对称翼型压强分布4．1翼型最大厚度的影响对称翼型的压强分布如图4所