小翼对风力机叶片表面压力分布的影响 被引量：25

1

作者 汪建文 贾瑞博 +1 位作者 吴克启 王军 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期760-762,共3页

在风力机叶片的叶尖上添置小翼,寻求动力放大机理,是非常重要的。本文利用CFD方法,对叶片表面及其附近的压力分布进行了数值模拟。通过对比风力机加V(8．8×8)型小翼和不加小翼时叶片的不同径向和弦向位置的压力变化,结合一定位置... 在风力机叶片的叶尖上添置小翼,寻求动力放大机理,是非常重要的。本文利用CFD方法,对叶片表面及其附近的压力分布进行了数值模拟。通过对比风力机加V(8．8×8)型小翼和不加小翼时叶片的不同径向和弦向位置的压力变化,结合一定位置的等压截面图等分析,看出添置小翼扩大了叶片正负压力面的压差,找出最有影响的位置区域,为进一步揭示叶尖小翼对风力机动力放大的机理起到积极作用。 展开更多

关键词 风力机 叶尖小翼 压力分布 数值模拟

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风力机叶尖加小翼动力放大特性的数值模拟研究 被引量：15

2

作者 汪建文 贾瑞博 吴克启 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期55-61,共7页

利用FLUENT商用计算流体软件对风力机叶尖加小翼后的性能进行了数值模拟,计算中基于N-S方程采用三维稳态隐式解法;湍流模型选择k-ωSST模型;离散方法为二阶迎风格式;压力-速度耦合采用SIMPLE算法。探索了小翼的不同参数尺寸对风力机性能... 利用FLUENT商用计算流体软件对风力机叶尖加小翼后的性能进行了数值模拟,计算中基于N-S方程采用三维稳态隐式解法;湍流模型选择k-ωSST模型;离散方法为二阶迎风格式;压力-速度耦合采用SIMPLE算法。探索了小翼的不同参数尺寸对风力机性能,特别是对动力放大特性的影响;将模拟计算与实验结果进行了比较,得出小翼形状和参数对风力机动力放大的变化规律,表明本计算模拟方法对叶尖加小翼风力机动力放大特性研究是正确可行的。 展开更多

关键词 风力机 叶尖小翼 动力放大 数值模拟

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风力机叶尖加小翼动力放大特性实验研究 被引量：18

3

作者 汪建文 全建军 +4 位作者 吴克启 闫建校 韩炜 朱德臣 魏鹿华 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期46-48,共3页

本文在风力机的叶尖上通过添加V型平板小翼实验,提高了风力机的输出功率。在风洞实验研究中,进行了不同长度和宽度、不同前张角和后张角小翼的探索。实验表明小翼对风力机在一定尖速比λ范围内可以提高功率系数C_p值。

关键词 风力机 叶尖小翼 动力放大 实验研究

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风力机叶尖有无小翼三维流场的数值研究 被引量：11

4

作者 张立茹 汪建文 +1 位作者 曲立群 吴克启 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1599-1604,共6页

采用多参考系模型方法对有无小翼水平轴风力机的三维流场进行数值研究。通过速度分析、压力分析及叶尖涡分析,得到:小翼消弱了叶尖涡的强度,推迟了叶尖涡产生的时间,使叶尖流动损失降低;有小翼叶片的下表面平均压力值比无小翼压力值(108... 采用多参考系模型方法对有无小翼水平轴风力机的三维流场进行数值研究。通过速度分析、压力分析及叶尖涡分析,得到:小翼消弱了叶尖涡的强度,推迟了叶尖涡产生的时间,使叶尖流动损失降低;有小翼叶片的下表面平均压力值比无小翼压力值(108Pa)增大了3.5%,且范围变宽;有小翼叶片的上表面平均压力值比无小翼压力值(-173Pa)降低了2.1%,因此有小翼叶片上下表面平均压力差比无小翼平均压力差(281Pa)增大了2.6%,扭矩增大,风力机输出功率增加。 展开更多

关键词 水平轴风力机 叶尖小翼 叶尖涡 数值模拟

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谱分析法测量叶尖小翼对风轮旋转时固有频率的影响 被引量：11

5

作者 汪建文 闫建校 +1 位作者 刘博 赵志渊 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期784-786,共3页

风力机叶尖加小翼,在一定范围内可以增加风力发电机的输出功率,提高功率系数。本文通过应用谱分析法测量风力机风轮旋转时机头的振动谱,通过分析得到了风轮动频,应用动频曲线研究了风力机叶尖小翼对风轮固有频率的影响。实验表明,叶尖... 风力机叶尖加小翼,在一定范围内可以增加风力发电机的输出功率,提高功率系数。本文通过应用谱分析法测量风力机风轮旋转时机头的振动谱,通过分析得到了风轮动频,应用动频曲线研究了风力机叶尖小翼对风轮固有频率的影响。实验表明,叶尖小翼虽然降低了风轮静频但通过增大离心力和气动力提高了动频。叶尖小翼可以改善旋转风轮的结构动态特性。 展开更多

关键词 风力机 叶尖小翼 动频 谱分析

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不同小翼对H型垂直轴风力机叶片压力分布的影响 被引量：7

6

作者 杨从新 李寿图 王秀勇 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2810-2815,共6页

以翼型为NACA0012的单叶片H型垂直轴风力机为研究对象,采用数值模拟的研究方法,分析叶片两端未安装小翼和安装3种不同叶尖小翼对H型垂直轴风力机叶片表面压力分布和叶尖涡的影响。结果表明:安装小翼均可提高H型垂直轴风力机的最大转矩系... 以翼型为NACA0012的单叶片H型垂直轴风力机为研究对象,采用数值模拟的研究方法,分析叶片两端未安装小翼和安装3种不同叶尖小翼对H型垂直轴风力机叶片表面压力分布和叶尖涡的影响。结果表明:安装小翼均可提高H型垂直轴风力机的最大转矩系数,其中安装Winglet可提高H型垂直轴风力机起动力矩;增加叶尖小翼均对消除叶尖涡有利;H型垂直轴风力机叶片两端安装Winglet小翼较其他两种小翼效果好。 展开更多

关键词 垂直轴风力机 小翼 叶尖涡 CFD

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小翼对风力机叶尖涡运动轨迹的影响研究 被引量：6

7

作者 杨振涛 汪建文 +3 位作者 东雪青 高志鹰 罗坤 张立茹 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2398-2401,共4页

本文利用三维PIV测速技术,在B1/K2直流式低速风洞开口段,对小翼对风力机叶尖涡三维运动轨迹的影响展开研究。实验发现,S型小翼对叶尖涡的打散程度大于V型小翼。加装小翼后,使得叶尖涡运动轨迹螺距减小,同时叶尖涡的径向运动距离增加,向... 本文利用三维PIV测速技术,在B1/K2直流式低速风洞开口段,对小翼对风力机叶尖涡三维运动轨迹的影响展开研究。实验发现,S型小翼对叶尖涡的打散程度大于V型小翼。加装小翼后,使得叶尖涡运动轨迹螺距减小,同时叶尖涡的径向运动距离增加,向外迁移的程度增加。在额定工况下,小翼影响的因素包括风力机功率系数、叶尖涡运动轨迹形态、叶尖涡的强弱,其中小翼对叶尖涡运动轨迹向外迁移的程度和螺距的减小程度占主导因素,小翼对叶尖涡打散程度占次要因素。 展开更多

关键词 三维PIV 叶尖涡 叶尖小翼 三维涡量 运动轨迹螺距

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风力机叶尖涡流场特性的多窗口PIV测试 被引量：4

8

作者 高志鹰 汪建文 +1 位作者 东雪青 由志刚 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期258-261,共4页

本文在低速风洞开口实验段,采用粒子图像测速技术(PIV)对水平轴风力机叶尖涡流场进行测试。由于相机拍摄区域较小,不能得到风力机叶尖涡流场的整体传播规律,因此实验采用三窗口拼接技术进行研究。通过对多组PIV图像进行时间平均,发现在... 本文在低速风洞开口实验段,采用粒子图像测速技术(PIV)对水平轴风力机叶尖涡流场进行测试。由于相机拍摄区域较小,不能得到风力机叶尖涡流场的整体传播规律,因此实验采用三窗口拼接技术进行研究。通过对多组PIV图像进行时间平均,发现在不同尖速比工况下,流场中均有明显的叶尖涡结构,但只有在靠近叶片附近的窗口涡结构比较清晰,随着尖速比增加叶尖涡涡核径向位置升高,中心尾迹区域扩大。对多组PIV图像进行位置平均,计算同一子午面叶尖涡涡核轴向位移,得到风力机叶尖涡脱落基频,但由于叶尖涡流场轴向速度的衰减,计算值存在误差。添加结构合适的小翼后,风力机功率升高,叶尖涡的脱落基频增大,涡量减小。 展开更多

关键词 水平轴风力机 叶尖涡 叶尖小翼 多窗口 涡量

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叶尖小翼的离心力和气动力对风轮动频特性的影响研究 被引量：4

9

作者 汪建文 赵志渊 刘博 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1301-1306,共6页

通过对风力机叶尖处安装不同尺寸不同质量小翼的风轮和安装具有与小翼质量相同但不同纯质量块的风轮分别进行风轮的动频特性实验,结果表明:小翼的气动特性不仅仅调整了风轮动频曲线的走势,而且小翼设计的好可以使得风轮推迟或避开共振区... 通过对风力机叶尖处安装不同尺寸不同质量小翼的风轮和安装具有与小翼质量相同但不同纯质量块的风轮分别进行风轮的动频特性实验,结果表明:小翼的气动特性不仅仅调整了风轮动频曲线的走势,而且小翼设计的好可以使得风轮推迟或避开共振区;当风轮转速较高时,安装合适的小翼后,风轮一阶反对称的动态固有频率均能提高,而且气动特性的影响要大于质量的影响;当风轮转速较低时,安装小翼后的风轮,一阶反对称的动态固有频率不会提高还有可能下降,叶尖质量增加表现为使动态固有频率下降,气动力表现为使动态固有频率提高,而且小翼的质量成分的影响要大于或等于小翼的气动特性的影响;安装小翼后的风轮,在低转速时,会使动频下降,而且它对高阶振型的影响比对低阶振型的影响大。 展开更多

关键词 风力机 叶尖小翼 动频特性 离心力 气动力

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不同叶尖小翼对风力机叶尖尾迹区域噪声影响的实验研究 被引量：4

10

作者 代元军 汪建文 +1 位作者 赵虹宇 吴伟民 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期775-779,共5页

通过在叶尖加装V型和S型小翼探究小翼对风力机噪声的影响。利用声阵列对S参考翼型风力机加装V型和S型小翼进行风洞的声学测试。结果表明:加装V型或S型小翼使得风轮叶尖区噪声出现不同程度的降低,其中加装S型小翼降噪效果要优于V型小翼,... 通过在叶尖加装V型和S型小翼探究小翼对风力机噪声的影响。利用声阵列对S参考翼型风力机加装V型和S型小翼进行风洞的声学测试。结果表明:加装V型或S型小翼使得风轮叶尖区噪声出现不同程度的降低,其中加装S型小翼降噪效果要优于V型小翼,加装S型最优小翼使得风轮噪声最大降低了6.9%。 展开更多

关键词 风力机 S翼型 小翼 噪声 频谱

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带翼型叶尖小翼对叶尖表面速度的影响 被引量：2

11

作者 杨伟 段亚范 +2 位作者 东雪青 汪建文 苏雅拉 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期260-264,共5页

提出一种对叶尖小翼进行翼型化的想法,并利用高频PIV系统对不同形状的叶尖小翼进行流场测试,探究叶尖小翼形状对叶尖弦向和轴向速度的影响。研究表明:在相同工况下,带翼型S型叶尖小翼可明显提升叶尖吸力面的流速,并能有效推迟流动分离... 提出一种对叶尖小翼进行翼型化的想法,并利用高频PIV系统对不同形状的叶尖小翼进行流场测试,探究叶尖小翼形状对叶尖弦向和轴向速度的影响。研究表明:在相同工况下,带翼型S型叶尖小翼可明显提升叶尖吸力面的流速,并能有效推迟流动分离的位置;同时可有效控制叶尖涡的生成,减少能量损失;另外,带翼型S型小翼对叶尖压力面轴向速度恢复的阻碍较大,而对吸力面的阻碍较小,进而增大叶尖两侧的压力差,提高叶尖的气动性能。此外,探究带翼型S型小翼对叶片表面速度随展向位置的变化规律,发现叶尖小翼在压力面的作用随位置向叶根延伸而逐渐减弱,而在吸力面随位置向叶根推移呈先增强再减弱的趋势。 展开更多

关键词 风力机 速度 流场 气动性能 高频PIV 叶尖小翼 叶尖涡

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小翼对水平风力机流场特性的改变 被引量：3

12

作者 贾瑞博 汪建文 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2010年第5期83-87,共5页

实验和数值模拟已经证明了风力机叶片的叶尖添置小翼,可以提高风能转化效率。为了清楚地了解小翼对风力机动力放大的影响,对加小翼和不加小翼的风力机流场——速度场和压力场的特性进行了分析。这个分析是基于对风力机加V(8.8×8)... 实验和数值模拟已经证明了风力机叶片的叶尖添置小翼,可以提高风能转化效率。为了清楚地了解小翼对风力机动力放大的影响,对加小翼和不加小翼的风力机流场——速度场和压力场的特性进行了分析。这个分析是基于对风力机加V(8.8×8)型小翼和不加小翼时叶轮周围流场数值模拟的结果。可以看出小翼对风力机的叶端产生的影响较大,即加大了风力机叶端的压差和速度。同时结合一定位置的压力和速度图的分析,可以看出小翼使风力机叶尖的漩涡强度降低,提高了能量的转换,从而提高了效率。 展开更多

关键词 风力机 叶尖小翼 流场特性 压力场 速度场 数值模拟

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风力机加V型小翼后的性能变化 被引量：1

13

作者 贾瑞博 汪建文 《可再生能源》 CAS 北大核心 2011年第1期98-102,共5页

试验和数值模拟证明,在风力机叶片的叶尖添加小翼,可以提高风能转化效率。为了清楚地了解小翼对风力机动力放大的影响,文章基于叶轮周围流场的数值模拟结果,分析了加V型小翼和不加小翼的风力机流场-速度场和压力场特性。可以看出,小翼... 试验和数值模拟证明,在风力机叶片的叶尖添加小翼,可以提高风能转化效率。为了清楚地了解小翼对风力机动力放大的影响,文章基于叶轮周围流场的数值模拟结果,分析了加V型小翼和不加小翼的风力机流场-速度场和压力场特性。可以看出,小翼对风力机叶片叶端的影响较大,风力机叶尖的漩涡强度降低,能量转换效率提高。 展开更多

关键词 风力机 叶尖小翼 功率特性 压力场 速度场 数值模拟

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叶尖小翼对风轮结构动态性能的影响研究

14

作者 汪建文 闫建校 +1 位作者 刘博 赵志渊 《内蒙古工业大学学报（自然科学版）》 2011年第3期323-327,共5页

风力机叶片叶尖增加小翼,在一定范围内可以提高风轮的输出功率,提高功率系数,但是小翼引起了风轮结构动态性能的改变。本文采用试验模态分析的方法研究了叶尖小翼对静止风轮结构动态特性的影响,采用谱分析法分析了加速度传感器测得的风... 风力机叶片叶尖增加小翼,在一定范围内可以提高风轮的输出功率,提高功率系数,但是小翼引起了风轮结构动态性能的改变。本文采用试验模态分析的方法研究了叶尖小翼对静止风轮结构动态特性的影响,采用谱分析法分析了加速度传感器测得的风力机机头振动谱,得到风轮的动频,应用动频曲线研究了叶尖小翼对风轮动频的影响。实验表明,叶尖小翼虽然降低了风轮静频但通过增大离心力和气动力提高了动频。叶尖小翼明显改变了动频曲线的走向,可以通过叶尖小翼改善旋转风轮的结构动态特性。 展开更多

关键词 风力机 叶尖小翼 结构动态特性 动频

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S型叶尖小翼对风力机流场特性影响的研究 被引量：7

15

作者 张立茹 汪建文 +2 位作者 于海鹏 由志刚 高志鹰 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期788-791,共4页

在额定尖速比下,结合滑移网格的大涡模拟方法,对有无叶尖S型小翼的三叶片水平轴风力机流场特性进行了数值研究,结果表明:加装S型小翼后,改善了风轮上游的速度及压力分布情况,汲取了更多的风能;风轮压力面及吸力面的最大压差由1359 Pa提... 在额定尖速比下,结合滑移网格的大涡模拟方法,对有无叶尖S型小翼的三叶片水平轴风力机流场特性进行了数值研究,结果表明:加装S型小翼后,改善了风轮上游的速度及压力分布情况,汲取了更多的风能;风轮压力面及吸力面的最大压差由1359 Pa提高到1756 Pa,使风轮功率放大;叶尖涡结构扩展规律与PIV(Particle Image Velocimetry)实验结果一致,叶尖涡轴向速度由15.6 m/s降低到了13.3 m/s,涡漩能量减少,叶尖涡涡量强度减弱,降低了气动噪声。 展开更多

关键词 水平轴风力机 S型小翼 流场特性 影响

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S型叶尖小翼对风轮振动频率影响的研究 被引量：5

16

作者 马剑龙 汪建文 +1 位作者 董波 魏海娇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第24期110-116,121,共8页

利用PULSE16.1结构振动分析系统,针对直径1.4 m的小型水平轴风力机风轮分别在安装S型叶尖小翼与否的状态下进行静、动频测试,通过静频数据结合谱分析法识别风轮动频。研究发现,S型叶尖小翼导致风轮1、2阶振动静频下降,其对2阶振动静频... 利用PULSE16.1结构振动分析系统,针对直径1.4 m的小型水平轴风力机风轮分别在安装S型叶尖小翼与否的状态下进行静、动频测试,通过静频数据结合谱分析法识别风轮动频。研究发现,S型叶尖小翼导致风轮1、2阶振动静频下降,其对2阶振动静频的衰减幅值较1阶振动大,对同阶反对称振动静频的衰减作用较对称振动大,并具有显著调节风轮2阶反对称振动动频和对称振动动频间差值的效用。研究同时发现,S型叶尖小翼可有效改变风轮1、2阶振动动频曲线走势,从而有效调节风轮进入和脱离共振区的转速,这对于风轮最佳转速设计和避免共振设计具有较重要的意义。S型叶尖小翼对圆盘效应振动频率和轴向窜动效应振动频率影响很小,但在很大区域的转速范围内,圆盘效应振动动频曲线总是伴随风轮转速1倍频,并出现在1倍频振动带范围内,这一发现有可能为很多风力机叶片在远短于设计寿命期内频繁发生疲劳损伤事故提供新的解释。 展开更多

关键词 风力机 风轮 S型叶尖小翼 振动频率 影响

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平板V型小翼各参数对风力机功率系数的影响 被引量：5

17

作者 汪建文 韩炜 +3 位作者 闫建校 韩晓亮 曲立群 吴克启 《动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期483-486,共4页

为提高风力机的功率系数Cp,对平板V型小翼的参数进行了优化试验.采用正交试验法选取5个基本参数,分析了各个参数对风力机功率的影响,找出了对其影响明显的参数以及小翼尺寸与叶片尺寸的相对关系.

关键词 能源与动力工程 水平轴风力机 平板V型小翼 功率系数 优化试验

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L小翼对风力机气动性能的影响 被引量：2

18

作者 张浩 宮俞 杨瑞 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第5期83-87,共5页

以NREL 5MW水平轴风力机为研究对象,通过数值模拟方法,研究了未偏航状态和偏航状态下L小翼(β=45°、a=2m)对风力机气动性能的影响。通过分析叶尖处速度矢量图可知,安装L小翼能够降低叶尖扰流下洗速度,改变叶尖环量分布,减小叶尖涡... 以NREL 5MW水平轴风力机为研究对象,通过数值模拟方法,研究了未偏航状态和偏航状态下L小翼(β=45°、a=2m)对风力机气动性能的影响。通过分析叶尖处速度矢量图可知,安装L小翼能够降低叶尖扰流下洗速度,改变叶尖环量分布,减小叶尖涡强度,延缓叶尖处气流与叶片过早分离,增大了叶片上下表面压差,在较宽风速范围内提高了风力机的输出功率。当风力机处于偏航状态时,L小翼对风力机功率增升作用随着偏航角度的增大逐渐减小,随着风速的增大,功率增升作用先增大减小,在额定风速时功率增升效果最明显。L小翼增加了叶片转矩的同时降低了叶片输出转矩和轴向力的波动,改善输出电能品质,提高叶片抗疲劳性能,增加叶片使用寿命。 展开更多

关键词 L小翼 水平轴风力机 增功机理 偏航状态 气动性能

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叶梢小翼宽度对泵壳脉动压力影响的数值分析 被引量：2

19

作者 李宁 张林根 +1 位作者 王宗龙 蔡佑林 《噪声与振动控制》 CSCD 2014年第5期34-37,共4页

叶片梢部加小翼可以改进喷水推进泵空泡性能,但由于叶梢小翼具有一定的宽度和厚度,会影响泵的水动力性能。在试验中发现叶梢增加小翼后,泵壳上的脉动压力发生变化。为分析叶梢不同宽度的小翼对泵壳脉动压力的影响,利用三维建模软件,针... 叶片梢部加小翼可以改进喷水推进泵空泡性能,但由于叶梢小翼具有一定的宽度和厚度,会影响泵的水动力性能。在试验中发现叶梢增加小翼后,泵壳上的脉动压力发生变化。为分析叶梢不同宽度的小翼对泵壳脉动压力的影响,利用三维建模软件,针对某一轴流泵,保持叶梢间隙不变,在叶片梢部加装不同宽度的小翼,通过数值计算方法分析了梢部小翼对喷水推进泵水动力性能的影响。再通过非定常流场计算,分析叶梢小翼宽度对泵壳脉动压力的影响。结果表明:在该叶梢小翼宽度变化范围内,随着小翼宽度的增加,泵壳脉动压力先减小后增加。 展开更多

关键词 振动与波 轴流泵 数值计算 叶梢小翼宽度 脉动压力

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最优S型小翼影响近尾迹流动的PIV测试 被引量：1

20

作者 高志鹰 汪建文 韩晓亮 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期2044-2047,共4页

在水平轴风力机叶尖添加结构合适的小翼,可以改变风轮表面的压力分布,提高功率输出,并调整风轮的动频曲线走势,改善其结构动态特性。本文提出S型叶尖小翼结构形式,采用5因素5水平的正交实验方法,找到在不同尖速比下均具有较好功率放大... 在水平轴风力机叶尖添加结构合适的小翼,可以改变风轮表面的压力分布,提高功率输出,并调整风轮的动频曲线走势,改善其结构动态特性。本文提出S型叶尖小翼结构形式,采用5因素5水平的正交实验方法,找到在不同尖速比下均具有较好功率放大效果的最优叶尖小翼结构。采用轴编码器定位周期采样技术,在直流式低速风洞开口段对动态旋转风力机添加最优S型小翼和不添加小翼时的近尾迹流动进行了对比PIV测试。结果表明,结构合适的S型叶尖小翼可以打散从风轮叶尖脱落的叶尖涡结构,在测试方位面内形成多个涡量集中区域,而且使叶尖涡内高涡量区域减小,降低叶尖涡的强度,改善风轮的空气动力学特性,提高风轮的功率系数。 展开更多

关键词 水平轴风力机 尾迹 叶尖小翼 涡量

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