徐 璋, 王 茜, 皇甫凯林, 钟英杰

(浙江工业大学能源与动力工程研究所,杭州 310014)

三叶片直翼式垂直轴风力机出力效率受到叶片个数、实度、尖速比以及风力机半径等因素的影响,科研人员在进行设计参数对垂直轴风力机性能影响的研究中证实:该型风力机在某一区域内存在一个最佳尖速比[1],它能使风力机的功率系数达到最大.作为风力机重要气动部件之一的叶片,在翼尾加装格尼(Gurney)襟翼是一种能够提高桨叶升力的既简单又经济的方法[2-3].在水平轴风力机加装Gurney襟翼能提高风力机的风能利用系数[4],但在垂直轴风力机上加装襟翼的研究并不多见.因此,笔者以垂直轴风力机为对象,在Gurney襟翼的基础上研究了在风力机翼尾加装襟翼后的气动特性和桨叶升力的提高.

对于直翼式垂直轴风力机,可以对垂直于风力机截面的一个平面进行二维数值模拟[5].随着滑移网格技术的发展,应用滑移网格技术对直叶片垂直轴风力机整机进行非定常的数值模拟,能够较好地反映该型风力机的流场特性[6].滑移网络技术不要求交界面两侧的网格点相互重合,可以使两侧的网格相互滑动,当每个时间步迭代结束后,整个滑动区域按指定的方式移动,因此可以真实地模拟风力机转子与定子间的相互影响.

笔者先采用滑移网格技术对未加装襟翼的“原型”风力机NACA0015翼型进行二维非定常数值模拟并研究了该型号三叶片风力机整机最大功率……