高志鹰
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汪建文
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韩晓亮
,
东雪青
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刘冬冬
,
新吉勒图
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仇连君
工程热物理学报
采用轴编码器锁相周期采样技术,在风洞开口实验段对旋转风力机叶片动态绕流结构进行了PIV实验,通过Insight 3G平均背景消噪和相关分析获得速度矢量信息,应用Tecplot处理得到相应的流线和速度云图.初步揭示了叶片动态绕流的特征变化及其绕流结构随风轮转速的变化规律,并探索了流动特征与风轮功率系数的对应关系.由于附着涡的诱导效应,翼型下游存在速度亏损区.随着转速的增加,附着涡影响区域增大,翼型下游速度亏损区域增大,亏损幅度也增大.在绕流结构中,切向速度分量占主导地位,轴向速度分量较小.叶片动态绕流特征的研究为分析风轮流场涡系的干涉及叶片动态失速等复杂流动问题提供了实验基础.
关键词:
风力机
,
叶片绕流
,
流动测量
,
PIV
东雪青
,
汪建文
,
韩晓亮
,
高志鹰
,
刘冬冬
,
新吉勒图
,
仇连君
工程热物理学报
叶尖加小翼可以提高风力机的功率系数.本文在风洞开口试验段利用PIV技术,对旋转风力机叶尖加装V型小翼时叶片和小翼周围的流场进行了实验研究.比较加小翼和不加小翼时的流场图,发现加上小翼后,叶尖部分的流场得到了改善,小翼对风力机的主要影响范围是从截面r/R=0.86到1.04之间,约占主叶片长度的14%左右.
关键词:
风力机
,
小翼
,
PIV试验
高志鹰
,
汪建文
,
东雪青
,
韩晓亮
,
白杨
,
由志刚
工程热物理学报
在风洞开口实验段,针对不同尖速比应用PIV技术对风轮附近1/3圆周内的瞬时速度场进行测试.随着尖速比的增加,叶尖涡运动的径向位移增大,涡流诱导效应区域半径扩大,使整体尾迹半径增大;同时,尖速比增加使尾迹轴向速度亏损增大,叶尖涡运动的轴向位移减小.叶尖涡诱导效应与风轮旋转的相互作用使风轮附近形成强速度梯度区域,诱导效应延伸到风轮上游,激励叶片产生不同的振动形态,使叶片上脱落的叶尖涡结构在尾迹中出现波动,越向下游运动波动越强烈.通过叶尖涡核位置平均发现,在10°～120°方位角尾迹区域内,涡核运动轨迹与方位面交点的连线近似为直线,且该线的斜率随着尖速比的增加而增大.
关键词:
水平轴风力机
,
尾迹
,
叶尖涡
,
涡量
高志鹰
,
汪建文
,
韩晓亮
工程热物理学报
在水平轴风力机叶尖添加结构合适的小翼，可以改变风轮表面的压力分布，提高功率输出，并调整风轮的动频曲线走势，改善其结构动态特性。本文提出S型叶尖小翼结构形式，采用5因素5水平的正交实验方法，找到在不同尖速比下均具有较好功率放大效果的最优叶尖小翼结构。采用轴编码器定位周期采样技术，在直流式低速风洞开口段对动态旋转风力机添加最优S型小翼和不添加小翼时的近尾迹流动进行了对比PIV测试。结果表明，结构合适的S型叶尖小翼可以打散从风轮叶尖脱落的叶尖涡结构，在测试方位面内形成多个涡量集中区域，而且使叶尖涡内高涡量区域减小，降低叶尖涡的强度，改善风轮的空气动力学特性，提高风轮的功率系数．
关键词:
水平轴风力机
,
尾迹
,
叶尖小翼
,
涡量
