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Gurney襟翼对风力机叶片气动性能影响的数值研究

作　者: 旷海洋
导　师: 杨瑞
学　校: 兰州理工大学
专　业: 流体机械及工程
关键词: Gurney襟翼风力机 CFD 数值模拟流场升阻比
分类号: TK83
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着社会的发展，现今对能源的需求在不断增加，由于对环境污染的担忧，开发和利用新能源,特别是可再生能源，已成为当今世界各国的紧迫任务。风能作为一种可以规模化使用的可再生能源已经受到广泛的重视。在来流风速相同和叶片面积相等的条件下，提高叶片的升力系数能有效地提高叶片的升力。虽然人们尝试了许多技术措施提高风力机叶片的升力，但Gurney襟翼的方案最容易实施。本文综述了Gurney襟翼在风力机上的应用研究情况与研究方法的现状，并采用CFD 数值模拟的方法对Gurney襟翼进行了定常数值模拟研究。针对美国国家可再生能源实验室(NREL)的S809翼型，建立了包括S809翼型和Gurney襟翼在内的二维CFD数值模拟模型，验证了定常数值计算模型的正确性和可靠性，计算结果表明添加Gurney襟翼后，在襟翼后方产生一个交替脱落的卡门涡街，此交替脱落的涡街使得流经吸力面的空气在经过Gurney襟翼后非但没有分离，反而速度增加，这也使得吸力面吸力增强，因而环量增加，该翼型在多数攻角内都比原翼型的升力系数都提高了，且在低攻角时增加了翼型的升阻比。针对美国国家可再生能源实验室(NREL)在Ames的低速风洞中进行的两叶片定转速失速型风力机机型，建立了包括叶片、轮毂和Gurney襟翼在内的风力机整机的全三维CFD数值模拟模型。定常模拟结果显示，在60%-80%R处添加Gurney襟翼叶片压力面的压力分布较均匀，压力系数也得到了明显提高。表明在该处添加Gurney襟翼能明显地提高叶片升力。

Gurney襟翼对风力机叶片气动性能影响的数值研究

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