垂直轴风力机动态特性及气动性能

摘要：

垂直轴风力机流场属典型的非定常大分离流动,因其气动性能复杂,采用工程气动模型会有较大误差.为了研究垂直轴风力机动态失速与翼型附着涡的形成与发展,针对4种不同厚度的NACA对称翼型系列,基于Fluent软件的滑移网格技术,并选用S-A湍流模型和基于压力的Simple算法对H型垂直轴风轮流场进行瞬态CFD计算,得到了风轮旋转中动态失速相位角范围,较好地解释了小叶尖速比下翼型多处于动态失速区的流动机理.同时,提出了升阻系数计算方法,计算得到了该4种翼型系列的叶片扭转力矩、风力机功率和风能利用系数随叶尖速比变化规律.研究结果表明,风力机运行中翼型的动态与静态特性存在较大差别,翼型厚度对风力机扭转力矩、功率和风能利用率具有较大影响.故在进行垂直轴风力机设计时应综合考虑垂直轴风力机的翼型厚度等几何参数与旋转等动态参数对其气动特性的影响.

关键词：垂直轴风力机、动态失速、气动性能、叶尖速比、分离流动

所属期刊栏目：32

分类号：TK83(风能、风力机械)

资助基金：国家自然科学基金资助项目E51176129;上海市教委科研创新重点项目13ZZ120;上海市教委科研创新项目13YZ066

在线出版日期：2014-04-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：146-150