風(fēng)力機(jī)專(zhuān)用翼型及其設(shè)計(jì)分析方法研究.pdf

1、風(fēng)機(jī)的葉片由若干翼型組成，各種具有較優(yōu)氣動(dòng)性能的翼型優(yōu)化組合在一起，風(fēng)輪的氣動(dòng)性能才能得到最佳的發(fā)揮。所以了解和分析風(fēng)機(jī)翼型的氣動(dòng)特性對(duì)風(fēng)機(jī)整體氣動(dòng)性能系統(tǒng)分析顯得尤為必要。目前，國(guó)內(nèi)風(fēng)電整機(jī)制造企業(yè)都是直接購(gòu)買(mǎi)國(guó)外的葉片設(shè)計(jì)方案，而且在風(fēng)機(jī)載荷計(jì)算過(guò)程中，企業(yè)也對(duì)風(fēng)機(jī)葉片翼型的數(shù)據(jù)進(jìn)行了加密處理。針對(duì)以上的問(wèn)題，本論文主要針對(duì)風(fēng)機(jī)新翼型及其氣動(dòng)性能進(jìn)行研究。論文主要研究工作包括：
　　 ①分析現(xiàn)有風(fēng)機(jī)翼型幾何表達(dá)方式，包括無(wú)量

2、綱化處理、弦長(zhǎng)、厚度、彎度等；明確論文需要分析的氣動(dòng)特性參數(shù)，包括升阻力特性和俯仰力矩特性，并重點(diǎn)探討了對(duì)風(fēng)機(jī)翼型氣動(dòng)特性有重要影響的失速性能。
　　 ②廣泛收集和分析了現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)專(zhuān)用翼型，并以NACA經(jīng)典翼型在風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用為基礎(chǔ)，對(duì)比分析了各風(fēng)機(jī)專(zhuān)用翼型的幾何特點(diǎn)、氣動(dòng)特性和適用機(jī)型。
　　 ③對(duì)適用于風(fēng)機(jī)翼型的低雷諾數(shù)翼型設(shè)計(jì)分析軟件進(jìn)行研究，探討Javafoil、Profil、Xfoil軟件的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍；并研

3、究了國(guó)際上廣泛用于風(fēng)機(jī)翼型設(shè)計(jì)分析的Xfoil軟件；利用Xfoil對(duì)瑞典航空學(xué)院研制的FFA-W3-211、FFA-W3-241和FFA-W3-301風(fēng)機(jī)翼型進(jìn)行氣動(dòng)特性分析，并與獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，驗(yàn)證其計(jì)算模型的可行性和可靠性；進(jìn)一步利用FFA-W3三翼型的氣動(dòng)數(shù)據(jù)，研究了翼型幾何以及雷諾數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)翼型氣動(dòng)性能的影響。
　　 ④詳細(xì)分析現(xiàn)有可用于風(fēng)機(jī)翼型設(shè)計(jì)分析的計(jì)算模型，提出了每套計(jì)算模型的優(yōu)缺點(diǎn)；提出利用非粘性和粘性方法結(jié)

4、合，單向耦合方法求解風(fēng)機(jī)翼型氣動(dòng)特性；并利用非粘性面元法和粘性邊界層方法建立風(fēng)機(jī)翼型氣動(dòng)分析模型。
　　 ⑤以實(shí)驗(yàn)室搭建的風(fēng)機(jī)系統(tǒng)分析平臺(tái)為依托，嵌入風(fēng)機(jī)翼型設(shè)計(jì)分析模塊；利用Visual Studio 2003實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的搭建和風(fēng)機(jī)翼型設(shè)計(jì)分析模塊的界面設(shè)計(jì)；同時(shí)用C/C++實(shí)現(xiàn)翼型幾何表達(dá)和風(fēng)機(jī)翼型氣動(dòng)計(jì)算模型搭建；對(duì)模塊進(jìn)行算例分析，結(jié)果與Xfoil及獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)界面的可行性和模型計(jì)算結(jié)果的可靠性。