新型高性能風力機翼型氣動性能的數(shù)值研究.pdf

1、風能作為一種清潔無污染的可再生能源，在人類目前所使用的各種能源中所占的比例越來越重。同時由于風能的開發(fā)過程不破壞環(huán)境，無污染，幾乎取之不竭得優(yōu)點，越來越多的國家和地區(qū)投入到風力發(fā)電的研究和風電產(chǎn)業(yè)建設中來，過去10年我國的裝機總量年均增長速度達到50％以上。葉片作為風力機中最關鍵的部件之一，對翼型的研究是風力機研究的基礎，也有助于推動我國風力發(fā)電事業(yè)的快速發(fā)展。隨著計算機技術的發(fā)展，CFD方法在研究翼型氣動性能中的作用越來越明顯。本文用

2、CFD數(shù)值模擬的方法對本課題組和丹麥技術大學聯(lián)合開發(fā)的CQU-DTU-A18翼型進行氣動性能分析，主要進行了以下幾個方面的研究工作：
　　 ①分析了國內(nèi)外風力發(fā)展現(xiàn)狀及風力機專用翼型氣動性能現(xiàn)狀的基礎上，對分析了各系列風力機專用翼型的特點，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性能，以及本課題組和丹麥技術大學聯(lián)合開發(fā)的CQU-DTU系列翼型。
　　 ②對水平軸風力機運行

3、條件下的CQU-DTU-A18翼型繞流流場進行了數(shù)值模擬，將翼型數(shù)據(jù)導入前處理軟件Gambit，建立二維模型、創(chuàng)建流場和劃分網(wǎng)格，設置邊界條件，導出mesh文件，將mesh導入FLUENT軟件進行計算。數(shù)值模擬過程采用了四種湍流模型，并將其計算結果進行比較，最終選取Spalart-Allmaras湍流模型對本文中的翼型進行氣動性能模擬。
　　 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CQU-DTU-A18翼型進行了數(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NACA和FFA-W3-211兩個系列的3種翼型進行了氣動性能的分析和計算，得出了CQU-DTU-A18翼型具有更好的氣動性能，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