叶片数对尾缘加弯板垂直轴风力机功率影响数值模拟-江苏大学.pdf

２０１８年３月 第３６卷　第３期 　 Ｍａｒ．２０１８ Ｖｏｌ．３６　 Ｎｏ．３ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８５３０．１７．３０１１ 叶片数对尾缘加弯板垂直轴风力机 功率影响数值模拟 １，２ １ １ １，２ １ 李岩 ，赵守阳 ，姜禹 ，冯放 ，张婷婷 李岩 （１．东北农业大学工程学院，黑龙江 哈尔滨 １５００３０；２．寒地农业可再生资源利用技术与装 备黑龙江省重点实验室，黑龙江 哈尔滨 １５００３０） 摘要：为了探究叶片数量对叶片尾缘加装弯板直线翼垂直轴风力机气动特性的影响，通过不同 叶片数量下直线翼叶片尾缘加弯板对垂直轴风力机叶片周围流场改善情况的对比，分析其气动 特性变化．选取ＮＡＣＡ００１８直线翼型作为研究对象，利用数值模拟计算７种弯板长度下，２，３，４ 这３种叶片数量下的直线翼垂直轴风力机动态输出特性和静态起动特性．研究结果显示：该类升 力型垂直轴风力机的气动特性受到叶片数量和弯板长度的综合影响，弯弦比的增加能够提升风 力机的阻力性能，但会弱化因叶片数量增加导致风力机产生的功率系数的差别；在不同叶片数 量下，适当弯板长度对风力机静态起动性能具有优化作用，但其起到优化作用的方位角不同，且 ２叶片时优化效果最佳，平均转矩系数提升４０％．该研究为垂直轴风力机叶片尾缘的设计与优化 提供依据． 关键词：垂直轴风力机；叶片数；叶片尾缘；弯板；功率特性；数值模拟 中图分类号：Ｓ２７７９　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４－８５３０（２０１８）０３－０２１５－０８ 　　　 李岩，赵守阳，姜禹，等．叶片数对尾缘加弯板垂直轴风力机功率影响数值模拟［Ｊ］．排灌机械工程学报，２０１８，３６（３）：２１５－２２２． 　　　 ＬＩＹａｎ，ＺＨＡＯＳｈｏｕｙａｎｇ，ＪＩＡＮＧＹｕ，ｅｔａｌ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｅｆｆｅｃｔｓｏｆｂｌａｄｅｎｕｍｂｅｒｏｎｔｏｒｑｕｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｖｅｒｔｉｃａｌａｘｉｓ ｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｗｉｔｈｐｌａｔｅａｄｄｅｄａｔｂｌａｄｅｔｒａｉｌｉｎｇｅｄｇｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｄｒａｉｎａｇｅａｎｄｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｒｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＪＤＩＭＥ），２０１８，３６（３）： ２１５－２２２．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ） Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｅｆｆｅｃｔｓｏｆｂｌａｄｅｎｕｍｂｅｒｏｎｔｏｒｑｕｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆｖｅｒｔｉｃａｌａｘｉｓｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｗｉｔｈｐｌａｔｅａｄｄｅｄａｔｂｌａｄｅｔｒａｉｌｉｎｇｅｄｇｅ １，２ １ １ １，２ １ ＬＩＹａｎ ，ＺＨＡＯＳｈｏｕｙａｎｇ，ＪＩＡＮＧＹｕ，ＦＥＮＧＦａｎｇ ，ＺＨＡＮＧＴｉｎｇｔｉｎｇ （１．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ１５００３０，Ｃｈｉｎａ；２．ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆ ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＲｅｎｅｗａｂｌｅＲｅｓｏｕｒｃｅｓＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎＣｏｌｄＡｒｅａ，Ｈａｒｂｉｎ，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ１５００３０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ