相对厚度对DU系列翼型气动性能的影响

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1、第3期机械设计与制造2016年3月MachineryDesign&Manufacture79相对厚度对DU系列翼型气动性能的影响贾亚雷一，安鹏，李秋菊，韩中合(1．华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，河北保定071003；2．河北软件职业技术学院，河北保定071000)摘要：针对翼型的相对厚度对翼型气动性能影响，以相对厚度分别为21％、25％、30％、35％的DU21、DU25、DU30、DU40四种翼型作为研究对象，采用网格划分软件Gambit对翼型流场划分网格，采用Fluentl4．0对翼型进行气动性能分析，研究了相对厚度对翼型气动特性的影响规律。研究表明，翼型的气动

2、性能受翼型相对厚度的影响较大，翼型最大升阻比随翼型的相对厚度增大而减小，翼型的最大升力系数及失速攻角随相对厚度的增大而增大。研究结果对后续的风力机叶片的设计和叶片优化具有一定的参考价值和指导意义。关键词：翼型；风力机；相对厚度；升阻比中图分类号：TH16；TK83文献标识码：A文章编号：1001—3997(2016)03—0079—03EfectsofRelativeThicknessofAirfoilonAerodynamicsofDUAirfoilJIAYa—lei一，ANPeng，LIQiu-ju，HANZhong-he(1．KeyLabofConditionMonitoringa

3、ndControlforPowerPlantEquipmentNoahChinaElectricPowerUniversityMinistryofEducation，HebeiBaoding071003，China；2．HebeiSoftwareInstitute，HebeiBaoding071000，China)Abstract：Asfar∞relativethicknessofai咖ilhasaneffectonaerodynamicsofaiVoil，theairfoilDU21、DU25、DU30、DU35isselectedasresearchedobject．The疗0fie

4、ldmodefismeshedwithGambit6．3，anditsaerody’narnicsiscalculatedwithcommercialCFD80g~WO／'eFluent14．0．TheresultsshowthattheaerodynamicsisafectedgreatlybyrelativethicknessofairfoiLThemaximumZcoefficientandattackangleofstallincreasedwithincreasingofrelativethicknessofairfoiLHoweverthetifftodragratiodec

5、reasedwiththeincreasingofelativethicknessofaifroil．Theresultprovidesaframeofreferenceforwindturbinebladedesignandoptimization，andhassome5canceforthebladeoptimization．KeyWords：Airfoil；WindTurbine；RelativeThickness；Lift-to-Drag且气动性能好的翼型；叶根处翼型选择厚翼型，以保证叶片强度1引言及与轮毂的连接。全面系统的研究DU系列翼型相对厚度对翼型风能是一种清洁无污染的绿色

6、、环保的可再生能源，地球上的气动性能的影响，对于叶片截面翼型的选择及叶片整体优化设计风能资源十分丰富，每年产生风能约为4．3x10'2kw，是人类最早利具有重要的指导意义问。随着计算机技术与数值计算方法的发展，用的能源之一【lJ。风能利用主要形式是通过风力机发电，2013年计算流体力学(CFD)方法在风力机翼型气动性能计算中得到了全国风力发电量134．9TWh，是继火电、水电之后的第三大电源目。广泛应用。CFD方法具有较高计算精度，可以对流动细节及流动大力发展风力发电对调整能源结构、保障能源安全、应对气候变机理进行分析，是叶片气动外形设计及优化的有效工具[5-8／。化、促进社会可持续发展

7、具有重要的意义。风轮是风力机的核心以$809翼型来验证算法可靠性，进一步以大型风力机常用部件，根据叶素理论，风力机风能转换效率与叶片展向各截面二DU系列翼型为研究对象，研究了四种不同相对厚度下DU系列维翼型气动性能紧密相关[31，确定合理的截面翼型是风力机叶片翼型气动陛能，采用网格划分软件Gambit6．3划分计算网格，利设计时需考虑的关键的问题，目的是在保证结构强度要求下获得用Fluentl4．0计算翼型气动特陛，并分析了不同相对