某新翼型风力机叶片的设计与气动性能试验

利用作者所在课题组最新研发的某风力机新翼型,基于Wilson法,通过MATLAB编写的叶片设计计算程序获得了某300 W小型水平轴风力机新翼型叶片的相关数据,并制做了实体叶片。通过气动性能试验,验证了程序的可靠性。为进一步比较在相同设计条件下,新翼型叶片在气动性能方面的先进性,以NACA4415为设计翼型进行了叶片的设计计算,并制作了相应的翼型叶片。通过气动性能试验,验证了新翼型叶片的气动性能优于NACA4415翼型叶片。

S系列新翼型风力机叶尖近尾迹区域流场数值计算与分析

以S系列新翼型为例,针对设计风速最佳攻角含有叶尖涡的复杂流动,提出一种采用分区域过渡层网格的方法来改善叶尖涡模拟的新网格生成策略。这种利用过渡层网格从叶片的贴体网格区域向中部加密网格区域中捕捉叶尖涡形成的位置和大小,通过控制网格梯度变化能获得高精度计算结果。数值计算和分析表明:该网格能合理捕捉到S系列新翼型叶尖涡的细节变化信息以及叶轮表面压力分布的细节变化特性,发现了风力机叶尖涡在初期向内迁移的现象。证明该网格生成策略合理有效。

新型等离子体激励器对翼型的减阻效果

论述了在西北工业大学低湍流度风洞中采用新型等离子激励器对NACA0015翼型的减阻实验。实验风速为35m/s,攻角范围取0°~20°。并参照压力分布和总压分布实验结果对减阻效果进行了对比分析。本文还进行了有关等离子体激励抑制翼型流动分离的数值模拟研究,基于等离子体激励器的简化模型将体积力以源项方式引入到N-S方程中求解,得到激励器工作时的流场分布。结果表明在新型等离子体激励器开启后：在小攻角范围内,尾耙的总压分布曲线与坐标轴的纵轴（尾耙高度轴）所围面积变化不大;当攻角≥12°时,尾耙的总压分布曲线与坐标轴的纵轴（尾耙高度轴）所围面积明显减小。从而说明该新型等离子体激励器能够有效地减少翼型的阻力。

一种新型低噪声水下动力螺桨翼型的实验研究

翼型是各种螺桨设计的基础。为了进一步提高水下动力螺桨的抗空化特性，降低噪声，西北工业大学翼型研究中心研制了一组ＰＱ翼型。该翼型通过理论计算优化并经一系列的风洞、水洞试验研究，结果表明，ＮＰＵＰＱ系列翼型在满足初生空化数设计指标的情况下比ＮＡＣＡ６６（Ｍｏｄ）系列翼型有更大的空化斗，显示了更好的空化特性；前者的流体动力特性与后者相当或更好。

多通道带蜂窝新型复合材料翼型件的研制

围绕多通道带蜂窝复合材料翼型件新型结构开展研究,通过一系列的分析评估、方案调整,最终确定了一种可行的新型翼型件制造方案。

翼型及叶片安装方式变化对风轮各阶固有频率影响的研究

针对某新翼型叶片,提出了翼型加厚、新型双夹板式叶片连接方式、叶片沿翼展方向开槽和加胁三种风轮固有频率改进新方法。利用PULSE16.1结构振动分析系统对相应系列新翼型叶片风轮进行模态测试,获得各结构改进方法对风轮各阶固有频率的影响规律。试验结果表明:加厚新翼型叶片可有效提升风轮前三阶固有频率18%以上;新型双夹板式叶片安装疗式较老式法兰紧固叶片安装方式也可有效提升风轮前三阶固有频率,且其对风轮各阶对称振型固有频率的提升效应较反对称振型显著;沿翼展方向开槽和加胁的新翼型同样可有效提升风轮的前三阶固有频率,且其对风轮各阶反对称振型固有频率的提升效应较对称振型显著。