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《風(fēng)力機(jī)翼型氣動(dòng)特性對(duì)葉片性能的影響分析 白井艷》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、中國(guó)工程熱物理學(xué)會(huì)流體機(jī)械學(xué)術(shù)會(huì)議論文編號(hào)：117020風(fēng)力機(jī)翼型氣動(dòng)特性對(duì)葉片性能的影響分析白井艷1,3楊科1,3劉強(qiáng)1,2黃宸武1,2張磊1,3徐建中1,3（1.中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所，北京100190）（2.中國(guó)科學(xué)院研究生院，北京100190）（3.中國(guó)科學(xué)院風(fēng)能利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100190）Tel：010-82543039E-mail：baijingyan321@126.com摘要：本文通過理論公式和實(shí)際葉片計(jì)算兩種方式分析翼型氣動(dòng)特性對(duì)葉片性能的影響，取升力系數(shù)和升阻比兩個(gè)因素，對(duì)葉
2、片根部和葉片尖部翼型的氣動(dòng)特性曲線進(jìn)行八種改變，結(jié)合使用FOCUS計(jì)算軟件計(jì)算風(fēng)力機(jī)葉片性能的變化。通過分析葉片的輸出功率、軸向推力和極限載荷，得出翼型具有高的升力系數(shù)和高升阻比都對(duì)提高葉片輸出功率有一定的作用，但是升力系數(shù)的作用更加顯著；升力系數(shù)同樣對(duì)載荷的影響比阻力系數(shù)更大。對(duì)風(fēng)力機(jī)來說高性能的外側(cè)翼型應(yīng)該具有高的設(shè)計(jì)升力系數(shù)、高的升阻比，要限制翼型的最大升力系數(shù)，低的前緣粗糙不敏感性。內(nèi)側(cè)翼型主要考慮結(jié)構(gòu)特性，具有高的設(shè)計(jì)升力系數(shù)以減小葉片的重量。關(guān)鍵詞：氣動(dòng)特性極限載荷軸向推力TheAerody
3、namicCharacteristicofAirfoilEffectsonWindTurbineBladeBAIJing-Yan1,3YANGKe1,3LIUQiang1,2HUANGChen-wu1,2ZHANGLei1,3XUJian-Zhong1,3（1.InstituteofEngineeringThermophysics,ChineseAcademyofSciences,BeiJing100190）（2.GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,
4、BeiJing100190）(3.KeyLaboratoryofWindEnergyUtilization,ChineseAcademyofSciences)AbstractInthispaper,modifyingtheaerodynamiccharacteristicoftheoutboardandinboarddairfoilofwindturbinebladebasedonorthogonalmethod.UsingtheFOCUSsoftwaretocalculatecharacteristi
5、cdifferenceofwindturbineblade.Accordingtotheresults,theliftcoefficientandCl/Cdofairfoilscanhelpincreasethepowerofwindturbineblade.Buttheliftcoefficientismoreimportant.Keywords:Aerodynamiccharacteristics，UltimateloadAxial-force0前言風(fēng)電葉片是由翼型沿其展向疊加而成，翼型的性能直接影
6、響風(fēng)電葉片的輸出功率，分析翼型氣動(dòng)特性對(duì)葉片性能的影響非常必要。隨著風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展，設(shè)計(jì)優(yōu)化高性能的風(fēng)力機(jī)專用翼型成為風(fēng)電行業(yè)發(fā)展中一項(xiàng)重要的研究?jī)?nèi)容，但是如何設(shè)定高性能翼型的目標(biāo)還需要進(jìn)行相關(guān)的研究分析。理想的風(fēng)力機(jī)翼型要求在氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)上都具有良好的性能，以往對(duì)風(fēng)力機(jī)翼型氣動(dòng)特性的要求是具有高的最大升力系數(shù)，高的最大升阻比及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)特性。而通常翼型的氣動(dòng)與結(jié)構(gòu)特性是相互制約的，比如高的升力系數(shù)能夠提高葉片的輸出功率，但也會(huì)增加葉片的載荷。因此需要分析翼型的氣動(dòng)性能對(duì)葉片性能的影響，包括氣動(dòng)與結(jié)構(gòu)的影
7、響，為確定翼型設(shè)計(jì)目標(biāo)提供分析基礎(chǔ)。本文以升力系數(shù)和升阻比兩個(gè)因素，對(duì)實(shí)際葉片的根部和尖部翼型氣動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)變化，對(duì)結(jié)果進(jìn)行氣動(dòng)和載荷分析。1.理論及計(jì)算分析由動(dòng)量葉素理論可知，風(fēng)輪平面dr圓環(huán)上的功率為公式（1）:（1）又知，得到（2）則功率的變化如公式（3）所示：（3）其中從上述公式中可知，風(fēng)輪平面dr圓環(huán)上功率的變化量不僅與翼型的升力系數(shù)和阻力系數(shù)有關(guān)，還與葉片的入流角Φ有關(guān)，而流入角又與葉片的扭角、來流風(fēng)速和葉片旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)。因此為分析翼型升力系數(shù)和阻力系數(shù)對(duì)葉片功率的影響需要先確定葉片的入流
8、角。為此本文選用實(shí)際的42.8m直驅(qū)變槳型風(fēng)力機(jī)為基礎(chǔ)，先選取特定點(diǎn)：葉片展向35.17m位置的DU93-W-210翼型，運(yùn)行在設(shè)計(jì)攻角6°，其升力系數(shù)為1.2163，升阻比為143.09，此時(shí)葉片的設(shè)計(jì)扭角為0.267076°，則入流角Φ為6.267076°。經(jīng)計(jì)算，結(jié)果如下：當(dāng)升力系數(shù)增加4%，升阻比不變時(shí)，功率增加4%；當(dāng)升力系數(shù)不變，升阻比增加4%時(shí)，功率增加0.2614%；當(dāng)升力系數(shù)減小4%，升阻比不變時(shí)，功率減小4%；當(dāng)升力系數(shù)
