前缘分布式粗糙带对风力机翼型气动性能的影响

基于翼型粗糙容忍度,采用三维建模方法模拟分布式粗糙元,代替传统粗糙带,并利用3D打印技术打印粗糙前缘模型。通过风洞测试,得到前缘粗糙的18%厚度风力机翼型气动性能数据。测试结果表明,随着雷诺数的增加,翼型的升力系数增加。前缘粗糙会导致翼型的最大升力系数减小,阻力系数上升,最大升阻比减小,失速攻角提前。同时,相同粗糙水平下,相较于前缘凸起,前缘凹坑粗糙方式对风力机翼型气动性能影响较小。

安装涡流发生器的风电机组气动性能的仿真分析

随着风电机组叶片长度和单机容量的增加,以及叶片轻量化设计要求的提出,采用大厚度的翼型成为叶片设计的趋势。为了改善采用大厚度翼型的风电机组的气动性能,在叶片表面安装涡流发生器是一种有效手段。建立了某型号风电机组的仿真模型,对采用计算流体力学(CFD)仿真分析方法得到的仿真结果与风电机组仿真软件GH-Bladed的计算结果进行了对比;然后对该风电机组叶片安装涡流发生器前、后的气动性能进行了仿真分析,并对比了叶片变桨前典型工况下安装和未安装涡流发生器的风轮轴功率。研究结果表明:CFD仿真结果与GH-Bladed计算结果基本一致,验证了CFD仿真分析方法的准确性;在风速较高、风轮转速较大时,安装涡流发生器可使风轮轴功率提升1.94%,证明安装涡流发生器可以有效提升风电机组的气动性能,从而提高风电机组的发电效率,该方式可以在实际工程应用中进行推广。

前缘凹坑及涡流发生器对风力机翼型气动性能影响

通过风洞试验,对相对厚度为21%的风力机翼型及前缘凹坑进行研究。前缘凹坑损伤是采用三维软件进行建模,并利用3D打印技术对模型进行加工的。本次风洞试验考虑了光滑模型、前缘凹坑模型以及增加涡流发生器(VG)后翼型的气动性能。通过对升力系数及压力系数的分析进行流态判读,并采用荧光丝线方式进行流动显示,揭示了翼型失速过程。同时,测试结果表明,前缘凹坑会降低翼型的升力系数,增加翼型的阻力系数。而在前缘带凹坑的翼型上安装VG后,可以改善前缘凹坑翼型的气动性能。