复合新翼型风力机叶片的气动设计及建模

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1、机械设计与制造第3期MachineryDesign&Manufacture2012年3月文章编号：1001一．3997(2012)03—0090一-03复合新翼型风力机叶片的气动设计及建模半刘雄飞汪建文1,2代元军1,3张立茹1,2车飞(’内蒙古工业大学能源动力学院，呼和浩特010051)(中国矿业大学银川学院，银川750011)(。新疆工业高等专科学校，乌鲁木齐830091)Aerodynamicdesignandmodelingofwindturbinewithcompound—-specificairfoilsLIUXiong-．-fei，一，WANGJian-一wen，一，DA

2、IYuan-jun，ZHANGLi—nJ．一，CHEFei(CollegeofEnergyandPowerEngineeringInnerMongoliaUniversityofTechnology，Hohhot010051，China)("ChinaUniversityofMiningandTechnologyYinchuanCollege，Yinchuan750011，China)(3XinjiangPloytechnicalCollege，Ummqi830091，China)【摘要】基于Wilson法，用美国可再生能源实验室开发的s系列新翼型$833、$834、$835和三者的组

3、合翼型来设计叶片，不同翼型连接处采用MATLAB程序语言的样条差值和曲线拟合法进行过渡修正，以满足气动连续性要求。在叶片设计基础上，分别计算了单翼型和复合翼型叶片的气动性能；利用有限元分析软件ANSYS建立了风轮的三维实体模型。结果表明：复合翼型叶片在较宽尖速比范围内比其它几种单翼型叶片的功率系数大，利用ANSYS软件建立的风轮实体三维模型，为风轮的结构动态及载荷等问题的进一步分析提供了技术基础。关键词：小型风力机；叶片设计；复合新翼型【Abstract】Anaero~~namics咖-厂0rbladesisdevelopedbyapplyingWilsonmethod，basedon

4、MATLABprogrammingl~guage．ThreedifferentSairfoa$833，$834，$835developedbytheNRELarese-lected，Inaijunction，SplineInterpolationandcurve-fitti~methodareusedtotramitionmodifyor-dertomeettheaerodylnamiccontinuity．Basedonthebladedesig~，theaerodynamicperformanceofthebladeswithcompound-specifcairfoilsands

5、ingleai：,rfoilsiscalculatedrespectivefy；ndathree一~dimen—sionalsolidmodelofwindturbineandbladesisestablishedusingANSYSS@Wfli'e．Theresultsshowethatthepowercoefficientofbladeswhhcompound-specifcair厂0ilsbiggerthanthesingleoneawiderangeQ厂speedratio，Thethree-dimensionalsolidmodelofwindturbineestablish

6、edusingANSYSS~wareprovidestechnicalfoundationforfurtheranalysisofdynamicstructureandloadofwindturbine．Keywords：Smallwindturbine；Bladedesign；Compound-specificairfoils中图分类号：TH16，TK8文献标识码：A将从翼型的角度人手，来提高风轮的输出效率。目前大型风1前言力机普遍采用多种组合翼型来设计叶片，而对于直径较小的小型风力机风轮是风能转换的重要部件，因而风轮叶片气动外风力机是否适合布置多种翼型、选取什么样的翼型、怎么布置、

7、各形的优化设计技术在风力机设计制造中占有相当重要的地位l1。种翼型间如何过渡?针对上述问题，对翼型的选取进行了分析研目前，在国内对于小型风力机的设计，普遍采用Glauert方法和究，以直径为1．4m的小型风力机为设计对象，通过综合筛选，选Wilson方法。但是，Glauert方法忽略了翼型阻力和叶稍损失的取美国可再生能源实验室S系列翼型为设计翼型设计了叶片，在影响，Wilson方法虽然考虑了翼型阻力和叶稍损失的影响，但没此基础上分别计算了采用三