涡流发生器对风力机翼段动态失速影响
2021-03-19赵振宙孟令玉王同光苏德程吴昊许波峰
哈尔滨工程大学学报 2021年2期
赵振宙, 孟令玉, 王同光, 苏德程, 吴昊, 许波峰
(1.河海大学 能源与电气学院,江苏 南京 211100;2.内蒙古工业大学 风能太阳能利用技术教育部重点实验室,内蒙古 呼和浩特 010000;3.南京航空航天大学 江苏省风力机设计高技术研究重点实验室,江苏 南京 210016)
涡流发生器是一种流动控制技术,能延迟气流分离,有效改善叶片气动特性[1-2]。文献[3]通过风洞试验发现:DU系列钝尾缘厚翼型翼段加涡流发生器后,其失速攻角发生延迟,最大升阻比增大。Zhang等[4]通过数值模拟指涡流发生器改变了上翼面边界层的压力梯度分布,揭示了涡流发生器的流动控制机理。涡流发生器对翼段静态失速的影响规律方面已经做了不少工作[5-8],这些研究提高了涡流发生器控制静态风力机叶片表面流动的机理认知水平。
在实际环境中,风机叶片不仅会因为雨蚀、沙蚀、蚊虫附积、结冰[9]等问题影响叶片表面流动,在偏航、变桨、剪切风等影响下,风力机叶片因攻角随时间连续变化还会产生动态失速现象[11]。与静态失速不同,动态失速下叶片表面的分离非常复杂,失速攻角远比静态失速攻角大,升阻力特性随攻角变化出现明显的迟滞现象[11-12]。根据失速特性不同,动态失速可分为轻失速与深失速[13],从航空翼型在正弦规律俯仰运动下动态失速研究结果看[14],轻失速一般发生在下俯阶段,表现为后缘分离,分离边界层厚度为翼型厚度量级;深失速通常发生在上仰阶段,前缘分离,分离边界层厚度达翼型弦长量级。……
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