【摘 要】
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风能为可再生的清洁能源,在双碳背景下,我国风电装机容量增长迅速。通过改善风力机叶片翼型的气动性能来提高发电效率,是十分重要和紧迫的研究任务。在翼型上安装涡流发生器是一种常用的提高叶片翼型气动性能的措施。但是现有涡流发生器形状对翼型气动性能的改善效果还不够理想,需要进一步优化设计。本文通过风洞试验方法,在研究传统直角三角形涡流发生器参数对翼型气动性能影响的基础上,优化出了三类新体型涡流发生器,获得了
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风能为可再生的清洁能源,在双碳背景下,我国风电装机容量增长迅速。通过改善风力机叶片翼型的气动性能来提高发电效率,是十分重要和紧迫的研究任务。在翼型上安装涡流发生器是一种常用的提高叶片翼型气动性能的措施。但是现有涡流发生器形状对翼型气动性能的改善效果还不够理想,需要进一步优化设计。本文通过风洞试验方法,在研究传统直角三角形涡流发生器参数对翼型气动性能影响的基础上,优化出了三类新体型涡流发生器,获得了增升减阻效果最佳的新体型涡流发生器设计方案,为提高风力机的发电效率提供了理论基础和技术支撑。具体工作如下:（1）设计制作了NACA4418翼型二维刚性测压模型,在二维翼型上安装不同参数的传统直角三角形涡流发生器模型,系统研究了高雷诺数时不同参数的直角三角形涡流发生器对翼型气动性能的影响。得知翼型吸力面0.2c位置安装5mm高的直角三角形涡流发生器使翼型的升力系数提高22.88%,阻力系数降低33.13%,对翼型的增升减阻效果最好。同时得知,涡流发生器在局部粗糙翼型上可以发挥更优的增升减阻效果。（2）在传统直角三角形涡流发生器参数的基础上,优化出钝角、锐角和流线形3类涡流发生器形状。研究了安装新体型涡流发生器翼型的气动力系数分布规律,并与安装传统涡流发生器翼型的气动力系数进行了对比,得知流线形涡流发生器对翼型气动性能的改善效果最佳。与直角三角形涡流发生器相比,流线形涡流发生器将翼型的升力系数多提高了13.1%,升阻比多提高了11.6%。（3）研究了新体型涡流发生器影响翼型边界层分离的流场机理。研究结果表明,安装合理形状的新体型涡流发生器翼型可以进一步增大翼型的升力系数和推迟翼型的失速攻角。测试了翼型的气动升力系数和压力系数随雷诺数的变化规律。明确了安装新体型涡流发生器翼型气动性能的雷诺数效应。
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