关于gurney襟翼对风力机叶片翼型气动特性影响的数值模拟

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1、2011年第39卷第6期流体机械21文章编号：1005—0319(2011)06—0021—04Gumey襟翼对风力机叶片翼型气动特性影响的数值模拟王茜，皇甫凯林，徐璋，钟英杰(浙江工业大学，浙江杭州310014)摘要：首先基于湍流模型对数值计算结果的影响，分别采用Spalart—Allmaras(S-A)和SSTk-co两种湍流模型对NA-CAO015翼型原型进行数值模拟，对比后选用了更为合适本算例的s．A湍流模型。然后对添加不同高度Gurney襟翼的NACAO015翼型改型进行数值模拟，高度分别为1％c、2％c和4％c(c为翼型弦长

2、)，厚度为2mm。结果表明，带有Gur-hey襟翼的翼型升力系数及升阻比均比原型有显著增加，并且明显改善了压力面和吸力面压力分布，在襟翼高度为2％翼型弦长时，可达到稳态下最佳升阻比的输出效果。关键词：NACAO015翼型；Gurney襟翼；升阻比；升力系数中图分类号：TK83文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2011．06．OO6NumericalSimulationfortheIllnUellCeofGurneyFlapOilA,erod~,namieClmraeterlstieofBladeAe

3、rofoilOfWindTurbineWANGQi．r,，HUANGFUKai·lin，XUZhang，ZHONGYing-jie(ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310014，China)Ah蛐哺ct：Firstofall，sincetheturbulencemodelafectsnumericalresults，theNACAO015airfoilissimulatedbyusingSpal-art—AllmarasandSSTk一∞modelsseparately．Thediferen

4、cesbetweenthetwotll'bulen(3emodelsarecompared．andcometoaInor'eaeetlmteS—Atul'bulencemodeltothisairfoil．AndthennumericalsimulatiOIlSarecarriedoutforNACA0o15aerofoilinodi~．ealionwithdiferentheightofGurneyflap，theheightoftheflapisrespectively1％c．2％cand4％c(chordle,lgthofblad

5、e)，andthicknessof2mm．TheresultshowsthattheaerofoilwithGumeyflaphassignificantlyincreasedliftcoeflfieientandlift—aragratiocomparedwithaerofoilprototype，andthepressuredistributionsofpressure8tllrflceand8uclJonsurfacealrenotablyimproved．Withheightoftheflapof2％chordle．gth．it

6、canachievetheoutputinthebestlift—dragratioundersteadystate．Keywords：NACAO015aerofoil；Gumeyflap；lift—aragratio；lifteoettleient1引言法⋯，以期在相同攻角下提高升阻比。本文在对NACAO015原型进行模拟的基础上垂直轴风力机叶片旋转一周的过程中，随着确定了适合本算例的s—A湍流模型，然后对原型攻角的增大，升力和升阻比都将经历一个先增后添加不同高度的Gumey襟翼，通过升力、升阻比减的过程，这主要是因为阻力也会随着攻角

7、的增及压力分布的对比得到具有最佳升阻比输出下的大而变大，翼型失速之后，升力和升阻比都因此迅襟翼高度。速下降。根据风力机性能的需要，风力机翼型一般要求在失速之前的流动附着区内有相对高的升2湍流模型的确定阻比，以获得最大空气动力效率和功率输出。现在对风机改型多针对对称翼型添加不同高度的襟在数值计算中，使用不同的湍流模型会对模翼，添加Gumey襟翼就是常见的翼型改型方拟结果造成很大影响。S．A和SSTk-co两种湍流收稿日期：2010—10—12FLUIDMACHINERYVo1．39，No．6，2011模型是比较适用于风力机叶片稳态绕流的湍

8、流模外，还监控翼型升力系数和阻力系数来判定求型_2J，因此分别采用这两种湍流模型对NA—解过程是否收敛。CA0015翼型原型进行数值模拟，同时文献[3]的2．4结果讨论及分析实验数据确定适合本算例的湍流模型