徐立军
,
徐蕾
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杨科
玻璃钢/复合材料
现代风力机叶片的大型化带来了设计和生产方面的诸多问题,叶片的静力实验是分析叶片结构稳定性的重要基础和验证手段.对中国科学院工程热物理研究所研发的100kW大厚度钝尾缘叶片进行了静力实验研究,分析了叶片在摆振和挥舞方向的屈曲特性和应变特性,通过对静力特性进行分析,探讨了叶片在载荷作用下的刚度及应变等性能特性,比较了叶片相对于传统尖尾缘叶片的结构性能优点.最后,将失效实验结果同设计值相比较,分析了产生误差的原因.
关键词:
钝尾缘
,
叶片
,
静力实验
,
屈曲
,
应变
李星星
,
杨科
,
张磊
,
白井艳
,
赵晓路
工程热物理学报
本文研究了MW级水平轴风力机叶片内侧翼型的设计准则,采用混合设计方法得到了四种适用于该部位的大厚度钝尾缘翼型:依据一个5 MW风力机的运行特征和性能需求,在不同的设计雷诺数下,以翼型在运行攻角范围内的升力水平为主要气动目标,以升力随雷诺数变化的稳定性为主要约束.RFOIL预测表明,在15°～30°攻角之间,四种翼型的升力系数大致从1.0以近似线性方式增加到1.7,升力曲线随着雷诺数变化稳定,具有良好的变工况特性.
关键词:
运行攻角范围
,
厚翼型
,
钝尾缘
,
高升力系数
张磊
,
杨科
,
徐建中
工程热物理学报
为了深入研究风力机叶片的减阻方法及效果,本文探讨了涡流发生器对风力机专用翼型的气动性能的影响.研究对象为直叶片段,涡流发生器安装在叶片段20%弦长处,并采用CFD方法对光滑叶片段及安装涡流发生器后的叶片段分别进行了模拟,得到了翼型的气动特性曲线.对比14.攻角下的两种情况的流动特性,发现在大攻角的情况下,涡流发生器确实能够推迟流动分离,从而极大地减小翼型的阻力,并且增大了翼型的最大升力系数;其次,本文分析了涡流发生器对叶片段表面压力分布的影响,发现涡流发生器对下游方向的影响明显大于对上游区的影响,这一点与涡流发生器搅乱下游流场的作用是一致的;最后,本文分析了涡流发生器控制流动分离的机理.
关键词:
涡流发生器
,
钝尾缘
,
翼型
,
风力机
吴蔚
,
杨科
,
张磊
,
刘强
工程热物理学报
基于我国对低载轻质高强度风电叶片的需求,本文在荷兰DOWEC叶片的基础上,设计了一种6 MW大厚度钝尾缘叶片,并基于FOCUS对其结构特性进行了分析.通过控制前后两叶片铺层参数不变,研究了大厚度钝尾缘外形对叶片载荷与结构的影响,得出提高叶片内侧翼型的相对厚度可以降低其质量与轴向载荷.通过控制叶片外形不变而修改铺层参数,研究了大厚度钝尾缘外形的铺层特性,得出梁帽厚度是影响该叶片结构强度的最主要铺层参数.最后,基于上述结论改进了大厚度钝尾缘叶片的铺层设计,并进行了全面的结构特性评估.结果表明与DOWEC叶片相比该叶片实现了载荷降低,质量减轻,结构增强.
关键词:
风力机
,
大厚度叶片
,
钝尾缘
,
铺层设计
,
安全因子
张磊
,
杨科
,
赵晓路
,
徐建中
工程热物理学报
目前风力机钝尾缘翼型改型方式研究不足,据此本文提出三种钝尾缘改型方式并用Xfoil进行了系列计算:(1)改变中弧线两侧的厚度分配比例;(2)改变厚度分布曲线;(3)刚性旋转上下弧线.用第二种方法研究了NREL的$814翼型,此种方法对钝尾缘改型厚的升力系数影响不大,但对阻力系数产生了一些有利影响;其余两种方法研究了NREL的S815翼型,发现改变厚度分配比例可以使工作区发生移动,而刚性旋转上下弧线同样具有提高升力系数的优点.各种增加尾缘厚度的方式都有使工作区偏移的特点.
关键词:
钝尾缘
,
翼型
,
尾缘改型
张磊
,
杨科
,
徐建中
,
张明明
,
白井艳
工程热物理学报
钝尾缘翼型气动特性受到尾涡脱落的影响,在翼型DU 91-W2-250的基础上对称加厚得到了新钝尾缘翼氆DU91-W2-250_6,利用密网格进行了非定常气动特性的数值研究.在各个攻角下钝尾缘翼型气动特性都具有周期性的特点,具体的波动特征如波动幅值及周期等则受脱落涡的大小、脱落位置及尾迹宽度的影响,而升力系数波峰、波谷则分别出现在顺时针涡及逆时针涡脱落的时刻.
关键词:
翼型
,
钝尾缘
,
非定常
