盛振国，李陈峰，任慧龙，刘小龙

(1.哈尔滨工程大学 船舶工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001;2.中国船级社 产品设计评估中心，北京 100006;3.中国船舶科学研究中心，江苏 无锡 214082)

随着能源和环境问题日益突出，储量丰富、无污染、可再生的风能逐渐受到人们的重视［1］.风力发电机是将风能转换为电能的机械装置，叶片是其重要组成部分.叶片以及叶轮的气动性能直接决定了风力发电机组的效率.目前，国内外有关大型风力发电机组叶片气动性能研究有风洞试验和数值模拟两种方法［2-3］.风洞试验数据可靠，但成本高、周期长，且单个获得的流场信息有限.数值模拟方面，主要借鉴螺旋桨理论，建立了经典的叶素动量理论［1］(blade element-momentum，BEM).目前大多风力机气动性能计算软件是基于叶素理论开发的，叶素理论实质上是把叶片当作标准的二维问题来处理，难以真实地反映翼型的三维旋转效应和动态失速等影响.随着计算机技术的发展以及三维湍流技术的提高，计算流体力学方法(CFD)在研究复杂流场特性中起着越来越重要的作用，但在风机气动性能研究中的应用仍处于起步阶段［4］.Sorensen等［2-3］使用不可压缩RANS方法预报了风机叶片的性能，与试验结果吻合较好.Madsen等［5］研究了偏航对气动负荷的影响.与BEM相比，CFD方法可以考虑三维旋转效应引起的失速延迟现象和动态失速的影响，直接获得翼型的三维气动特性和风轮周围详细的流场特性，尤其对于新翼型的设计，不需要经验值，即可得……