达里厄(darrieus)型纵轴,翼型设计,

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1、第七届世界风能大会2008年：社区权力2008年6月24日，26日加拿大，安大略省金斯敦，对于低速直刃达里厄(Darrieus)型逆翼型设计方法纵轴应用楼赛义德*法赫德国王石油和矿产大学，信箱1637年，沙特阿拉伯宰赫兰31261I.Paraschivoiu,†O.Trifu‡EcolePolytechniquedeMontreal,Montreal,H3C3A7,Canada一Paraschivoiu，O. Trifu‡†理工学院蒙特利尔，蒙特利尔，H3C3A7，加拿大M.赫斯，§和C。Gabrys**玛丽亚电力公

2、司，748南草甸大路A-10，＃329，美国内华达州里诺市89521关键词：直刃纵轴，纵轴，达里厄(Darrieus)型纵轴，翼型设计，点对多点的翼型设计，逆翼型设计，低雷诺数翼型设计，低速翼型设计。摘要本文演示逆翼型设计方法的应用，提高低速直刃Darrieus型纵轴的表现。研究表明即使用逆翼型设计的翼型表面的适当剪裁技术可以帮助提高性能，消除不良的流场在非常低的重的特点，如转型初期，由于存在分离气泡。提高空气动力学效率，然后转换成一种改进特别是在非常低的和弦雷诺兹的空气动力学性能的VAWTs号码。这项研究采用了互动

3、式的逆翼型设计方法（PROFOIL）允许不同的速度和边界层特征的规范翼型的几何约束（闭）段和流领域（远场边界）。附加的限制，以满足一些可取的特点，如俯仰力矩系数，厚度，拱等，伴随着的优点纵轴的性能，如对于一个给定的叶尖速度所需的输出功率比，指定的逆问题的一部分。翼型的性能分析和纵轴都进行了最先进的国家的分析代码，XFOIL援助CARDAAV。 XFOIL是面板与耦合方法边界层计划是用于获取导致翼型的空气动力特性形状。最后的机翼几何获得通过多维牛顿迭代。设计范例，以展示该技术的优点提高在低转速下的小VAWTs的性能。的

4、主要结果研究表明，方法的力量在于反设计而其弱点的方法是在可靠的预测空气动力学在低雷诺数和高攻角翼型的特点。这然而，弱点可以克服评估的相对表现纵轴与假设翼型特性的变化，保持小。结果表明，在纵轴的相对性能增加10-15％用这种方法可以实现*，航空航天工程学系助理教授。  通讯作者。电子邮件：farooqs@kfupm.edu.sa†教授，机械工程学系。‡副研究员，机械工程系。§行政总裁（CEO）。**首席技术执行官（CTO）。背景自从合作Darrieus转子概念彼得South1和重新发现工人在1968年的加拿大研究理事会

5、，广泛的研究工作销售一直致力于走向成熟纵轴业绩预测模型，。最佳性能的问题仍然需要解答这一天。仍然有需要仔细研究和系统的几个未关注为了解决，真正实现了潜在的Darrieus型纵轴（D-纵轴）。首先关注的是在一个D-纵轴的空气动力学效率方面。这是一个既定的事实，极大地影响了一个D-纵轴的空气动力学效率翼型的几何形状的选择体现在几个研究,2-9的分析，以及实验。为了能够预测性能可靠，准确的翼型空气动力特性的数据，翼型部分升力，阻力和力矩系数（CL，CD和CM），需要一系列的攻击角度（ - 180<α<180°），以及一个和

6、弦雷诺数（REC）范围从低至5万至高达3万纵轴的大小而定。多数翼型节力和力矩系数在文学最新数据基础上的飞机主机设计的机翼，旋翼飞机和螺旋桨applications10，11日和是有限的角度，因为刚刚过去的失速的攻击范围这些翼型的效用是有限的攻击范围的零升力角之间的角度摊位。很少是需要经营摊位或失速后这些翼型条件。在纵轴的刀片，另一方面，经营广泛的角度攻击。此外，由于纵轴的循环性质，叶片翼型经历通过两个摊位，正面和负面的（流分离的上限和下限面，分别），和后档制度。由于刀片在地摊上的表现地区确定的涡轮机的实际评级，失速的

7、性质是相当优化设计的意义。在低的实验测试部分数据的可用性和弦雷诺专门周围摊档及在失速后的制度是非常稀缺。只有少数几个这样的实验investigations5，6,9,12存在日期。目前，实验data9的空气动力特性是只有七对称（NACA00XX）的机翼剖面。其他翼型的数据（NACA6系列，8自然层流（NLF）翼型，6等）已获得通过“三个代表”源部分数据“technique.6一个限制的”三源部分数据“技术是无法准确模型的摊位和其滞后的行为，一般情况下，低弦雷诺数，尤其如此。此限制仍然这一天，主要是由于缺乏了解和数值预

8、测能力失速后的行为。实验investigations13-17显示，失速特性强烈依赖翼型的几何形状，以及作为和弦雷诺数。此外，在低弦雷诺数翼型操作的倾向加剧的摊位和其滞后特性。由于准确的预测的失速，失速后特性是必不可少的一个可靠的预测一个纵轴的空气动力学效率，能力，准确地预测翼型整个整个360度攻击范围的角度的空气动力特性以及在低弦雷诺数必须在