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太阳能学报 2024年第9期45卷 574-585页

作者：赵萌兰兴博侯卜瑛刘印桢内蒙古工业大学能源与动力工程学院呼和浩特010080 河南龙源新能源发展有限公司郑州450018

基于非光滑凸包面减阻原理,通过分析半球型凸包不同结构参数下的绕流场特性得出其最优参数,在此基础上定义流线型凸包来探讨二者结构在减阻方面的差异,并分析凸包结构对风力机的影响。对附加两种凸包的NACA0012翼型及加入了半球型凸包... 详细信息

基于非光滑凸包面减阻原理,通过分析半球型凸包不同结构参数下的绕流场特性得出其最优参数,在此基础上定义流线型凸包来探讨二者结构在减阻方面的差异,并分析凸包结构对风力机的影响。对附加两种凸包的NACA0012翼型及加入了半球型凸包的风力机进行数值模拟,并对其气动特性进行分析。研究表明:当半球型凸包的高度为弦长的0.4%时,其减阻效果最佳,并在攻角为10°~16°之间具有良好的减阻效果。附加间隔比为3的凸包结构将使翼型减阻效果达到最佳。半球型和流线型凸包结构均在攻角为14°时取得最好减阻效果,其最大减阻率分别为12.69%和17.39%。与半球型凸包结构相比,流线型凸包结构的外形曲率变化较小,使流动较好地贴合在流体与物体的交界处,以致黏性阻力的能耗更小。同时考虑到加工制造的工艺难度和实际情况,将优选的凸包结构应用于风力机叶片表面,与原始风力机相比,加入凸包结构的风力机能量利用区半径增大了20.68%;叶尖涡对高速流区域的影响降低,湍动能分布更加均匀,在额定工况下其扭矩和推力分别提升了14.72%和5.41%,提高了能量利用率及运行稳定性。

关键词：风力机翼型绕流场减阻凸包结构数值模拟

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