风力机叶片翼型气动特性数值研究

论文摘要

本文系统地总结了常用水平轴风力机叶片专用翼型系列,并详细分析了各翼型的特点。同时采用NUMECA的Fine/turbo软件包,对NRELS系列中25个翼型进行气动特性数值模拟并建立了风力机常用翼型数据库。以S825翼型为主要研究对象,通过比较计算域尺度、湍流模型、网格密度对数值模拟结果的影响,在与实验数据对比确认的基础上,最终确定合理的数值模型和湍流模型。此外,本文还对S825翼型在-180°～180°攻角范围内进行了数值模拟。当翼型攻角在-180°～180°之间变化时,升力系数曲线呈正弦趋势,阻力系数曲线呈余弦趋势。同时还研究了S825翼型在不同雷诺数下的气动特性,详细分析了边界层参数,包括边界层内速度分布、边界层厚度、位移厚度和动量损失厚度。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 选题背景及意义
• 1.1.1 选题背景
• 1.1.2 课题意义
• 1.2 国内外翼型研究动态
• 1.3 主要研究内容
• 第二章 风力机翼型
• 2.1 翼型基本知识
• 2.1.1 几何参数
• 2.1.2 气动特性
• 2.1.3 影响气动特性的主要因素
• 2.2 传统风力机翼型
• 2.2.1 NACA系列翼型
• 2.2.2 NACA翼型在风力机上的应用
• 2.3 风力机专用翼型
• 2.3.1 NRELS系列翼型
• 2.3.2 RIS中 A系列翼型
• w系列翼型'>2.3.3 FFA_w系列翼型
• 2.3.4 Du系列翼型
• 2.4 本章小结
• 第三章 雷诺数和攻角对风力机翼型气动特性影响的数值模拟研究
• 3.1 模型介绍
• 3.2 数值方法
• 3.2.1 控制方程
• 3.2.2 湍流模型
• 3.2.3 网格介绍
• 3.2.4 边界条件
• 3.2.5 收敛准则
• 3.3 雷诺数对气动特性的影响
• 3.3.1 气动特性分析
• 3.3.2 压力系数分布
• 3.3.3 边界层参数分析
• 3.4 攻角对气动特性的影响
• 3.4.1 气动特性分析
• 3.4.2 压力系数分布
• 3.4.3 流场分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 风力机翼型气动特性数据库的建立
• 4.1 NREL翼型
• 4.2 数值模型的选取
• 4.2.1 计算域尺度对结果的影响
• 4.2.2 网格分布密度对结果的影响
• 4.2.3 湍流模型对结果的影响
• S系列翼型气动特性分析'>4.3 NREL_S系列翼型气动特性分析
• 4.3.1 5801/S 802/5803/5804翼型
• 4.3.2 5805/5806/5807/5808翼型
• 4.3.3 5809/5810/5811翼型
• 4.3.4 5812/5813/5814/5815翼型
• 4.3.5 5816/5817/5818翼型
• 4.3.6 5819/5820/5821翼型
• 4.3.7 5822/5823翼型
• 4.3.8 5825/5826翼型
• 4.3.9 5827/5828翼型
• 4.3.10 5830/5831/S 832翼型
• 4.3.11 5833/5834/5835翼型
• 4.3.12 5901/S 902/5903翼型
• 4.3.13 5824/5829翼型
• 4.4 数据库介绍
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表论文和参加科研情况