新型高性能風(fēng)力機(jī)翼型氣動(dòng)性能的數(shù)值研究.pdf

1、風(fēng)能作為一種清潔無(wú)污染的可再生能源，在人類(lèi)目前所使用的各種能源中所占的比例越來(lái)越重。同時(shí)由于風(fēng)能的開(kāi)發(fā)過(guò)程不破壞環(huán)境，無(wú)污染，幾乎取之不竭得優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多的國(guó)家和地區(qū)投入到風(fēng)力發(fā)電的研究和風(fēng)電產(chǎn)業(yè)建設(shè)中來(lái)，過(guò)去10年我國(guó)的裝機(jī)總量年均增長(zhǎng)速度達(dá)到50％以上。葉片作為風(fēng)力機(jī)中最關(guān)鍵的部件之一，對(duì)翼型的研究是風(fēng)力機(jī)研究的基礎(chǔ)，也有助于推動(dòng)我國(guó)風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的快速發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CFD方法在研究翼型氣動(dòng)性能中的作用越來(lái)越明顯。本文用

2、CFD數(shù)值模擬的方法對(duì)本課題組和丹麥技術(shù)大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的CQU-DTU-A18翼型進(jìn)行氣動(dòng)性能分析，主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究工作：
　　 ①分析了國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)展現(xiàn)狀及風(fēng)力機(jī)專(zhuān)用翼型氣動(dòng)性能現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)分析了各系列風(fēng)力機(jī)專(zhuān)用翼型的特點(diǎn)，翼型的幾何參數(shù)包括翼弦、前緣半徑、厚度、中弧線、彎度和尾緣厚度等這些參數(shù)直接影響翼型的氣動(dòng)性能，以及本課題組和丹麥技術(shù)大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的CQU-DTU系列翼型。
　　 ②對(duì)水平軸風(fēng)力機(jī)運(yùn)行

3、條件下的CQU-DTU-A18翼型繞流流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，將翼型數(shù)據(jù)導(dǎo)入前處理軟件Gambit，建立二維模型、創(chuàng)建流場(chǎng)和劃分網(wǎng)格，設(shè)置邊界條件，導(dǎo)出mesh文件，將mesh導(dǎo)入FLUENT軟件進(jìn)行計(jì)算。數(shù)值模擬過(guò)程采用了四種湍流模型，并將其計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，最終選取Spalart-Allmaras湍流模型對(duì)本文中的翼型進(jìn)行氣動(dòng)性能模擬。
　　 ③在雷諾數(shù)Re=1.0×106，馬赫數(shù)Ma=0.15，攻角范圍0°～30°，用Spal

4、art-Allmaras對(duì)CQU-DTU-A18翼型進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了翼型隨攻角變化的升力系數(shù)、阻力系數(shù)，壓力系數(shù)，并對(duì)NACA和FFA-W3-211兩個(gè)系列的3種翼型進(jìn)行了氣動(dòng)性能的分析和計(jì)算，得出了CQU-DTU-A18翼型具有更好的氣動(dòng)性能，如更高的升力系數(shù)升阻比、更低的阻力系數(shù)和更好的失速性能：最大升力系數(shù)為2.2477，最大升阻比為75.26，最大升力系數(shù)與翼型NACA63-218、NACA63-418和FFA-W2-21