许胜焱, 许 斌, 黄典贵

（上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093）

随着全球化石燃料的大量消耗和环境问题的日益增加，核能、风能和地热能等各种新能源已成为各国关注的热点[1]。风能是一种低成本与可再生的清洁能源，风能利用是通过风力机将风的动能转换为机械能、电能和热能等。叶片气动性能的研究是风力机设计的关键，叶片最基本的元素是翼型，翼型气动性能直接决定风轮叶片性能，进而影响风力机风能利用率。因此，翼型升阻比是决定风力机风能利用率的关键因素。但是，在大来流攻角下，翼型绕流表面曲率大，尾缘附近逆压梯度大，翼型表面流体脱离吸力面，形成层流分离泡或发展成逐渐向尾缘脱落的分离涡，最终导致翼型气动性能降低，严重影响风能利用率。翼型吸力面流场参数波动大，叶片易发生结构疲劳而导致寿命缩短或引发安全问题。因此，翼型绕流的分离控制一直受到关注。

翼型在深失速后，吸力面上方存在大分离区，分离点在翼型前缘附近位置，分离涡向尾缘脱落时逐渐变大，形成前缘失速（leading-edge stall）现象。对于翼型流动分离引起失速的问题，目前主要采用流动控制手段进行缓解或抑制。流动控制方法主要分为被动控制和主动控制。被动控制的方法主要是通过附加机械结构，不需要能量的注入。例如，在边界层加肋、开槽等。以Gurney 襟翼为代表的被动型流动控制技术在水平轴风力机中得到广泛应用与发展[2-3]。……