有別于傳統(tǒng)的航空翼型,風(fēng)力機(jī)翼型在設(shè)計(jì)點(diǎn)、非設(shè)計(jì)點(diǎn)的性能及結(jié)構(gòu)上有特殊的要求。隨著風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展,傳統(tǒng)的航空翼型已不能滿(mǎn)足要求,因此設(shè)計(jì)風(fēng)力機(jī)專(zhuān)用翼型族非常必要。歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)進(jìn)行了風(fēng)力機(jī)先進(jìn)翼型的研究,但我國(guó)還尚未開(kāi)發(fā)出成熟的翼型族系列。 本文根據(jù)國(guó)家863項(xiàng)目“水平軸風(fēng)力機(jī)先進(jìn)翼型族設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究”內(nèi)容,對(duì)CAS-W1-XXX薄翼型族風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,并與國(guó)外同等厚度翼型性能進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與國(guó)外同等厚度翼型相比CAS-W1-XXX薄翼型具有良好的粗糙度不敏感性,高的最大升力系數(shù),并且具有良好的失速特性。此外還在原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步對(duì)CAS-W1-XXX薄翼型進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),使該翼型族最大升阻比得到提高。 為適應(yīng)風(fēng)力機(jī)大型化發(fā)展,根據(jù)水平軸風(fēng)力機(jī)葉片對(duì)翼型的氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)特性要求,本文采用正問(wèn)題設(shè)計(jì)計(jì)算方法,開(kāi)發(fā)CAS-W1-XXX厚翼型族—相對(duì)厚度范圍為30%-60%七個(gè)不同厚度的翼型。在厚翼型設(shè)計(jì)中,主要采用限制上表面厚度S型后加載和增加翼型尾緣厚度的方式來(lái)降低翼型對(duì)前緣粗糙的敏感性,同時(shí)采用鈍尾緣翼型改善翼型的氣動(dòng)特性,提高結(jié)構(gòu)剛度。設(shè)計(jì)中翼型尾緣相對(duì)厚度范圍為0.05%到3%弦長(zhǎng)。通過(guò)CFD模擬發(fā)現(xiàn),具有后加載造型、相對(duì)厚度大于40%的翼型壓力面出現(xiàn)明顯分離,造成翼型小攻角失速、升力系數(shù)下降。對(duì)此現(xiàn)象,在原有設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上采用加大尾緣厚度、減小壓力面厚度的方式進(jìn)行改善,翼型中最大尾緣厚度達(dá)11%弦長(zhǎng)。通過(guò)設(shè)計(jì)改善,翼型的氣動(dòng)特性明顯改善。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類(lèi)】：TK83
【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
圖目錄
表目錄
第一章 緒論
    1.1 選題背景
        1.1.1 我國(guó)風(fēng)力資源及風(fēng)力發(fā)電前景
        1.1.2 風(fēng)力機(jī)大型化發(fā)展
    1.2 風(fēng)力機(jī)翼型與航空翼型的區(qū)別
    1.3 國(guó)內(nèi)外風(fēng)力機(jī)專(zhuān)用翼型族研究現(xiàn)狀
    1.4 本課題意義
    1.5 本文內(nèi)容
第二章 風(fēng)力機(jī)翼型基本理論與試驗(yàn)方法
    2.1 翼型的幾何參數(shù)
    2.2 翼型空氣動(dòng)力特性
        2.2.1 翼型的空氣動(dòng)力特性
        2.2.2 影響翼型空氣動(dòng)力特性的因素
    2.3 翼型常規(guī)風(fēng)洞試驗(yàn)技術(shù)
        2.3.1 低速風(fēng)洞試驗(yàn)中空氣動(dòng)力特性的測(cè)量方法
        2.3.2 模型尺寸的確定
        2.3.3 翼型試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理方法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 風(fēng)力機(jī)翼型的設(shè)計(jì)方法與性能預(yù)測(cè)方法
    3.1 翼型設(shè)計(jì)方法
    3.2 翼型性能預(yù)測(cè)方法
        3.2.1 基于粘性—無(wú)粘迭代的渦面元方法的軟件XFOIL
        3.2.2 基于N-S方程的CFD數(shù)值模擬方法
        3.2.3 風(fēng)洞試驗(yàn)
        3.2.4 預(yù)測(cè)翼型三維旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的方法
    3.3 XFOIL與CFD數(shù)值模擬方法對(duì)翼型性能的預(yù)測(cè)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 CAS-W1-XXX薄翼型族設(shè)計(jì)回顧與試驗(yàn)結(jié)果分析
    4.1 CAS-W1-XXX薄翼型族設(shè)計(jì)
        4.1.1 設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)策略
        4.1.2 設(shè)計(jì)結(jié)果
    4.2 試驗(yàn)方法與設(shè)備
        4.2.1 試驗(yàn)方法
        4.2.2 試驗(yàn)設(shè)備
    4.3 試驗(yàn)精度
    4.4 試驗(yàn)結(jié)果
        4.4.1 CAS-W1-150翼型試驗(yàn)結(jié)果
        4.4.2 CAS-W1-180試驗(yàn)結(jié)果
        4.4.3 CAS-W1-210試驗(yàn)結(jié)果
        4.4.4 CAS-W1-250試驗(yàn)結(jié)果
    4.5 本章小結(jié)
第五章 風(fēng)力機(jī)專(zhuān)用翼型族CAS-W1-XXX薄翼型優(yōu)化與厚翼型設(shè)計(jì)
    5.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)及策略
        5.1.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)
        5.1.2 設(shè)計(jì)策略
    5.2 設(shè)計(jì)結(jié)果
        5.2.1 CAS-W1-XXX薄翼型優(yōu)化結(jié)果
        5.2.2 CAS-W1-XXX厚翼型設(shè)計(jì)結(jié)果
        5.2.3 翼型氣動(dòng)特性分析
        5.2.4 相對(duì)厚度45%以上翼型的流動(dòng)分析與優(yōu)化結(jié)果
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文、申請(qǐng)的專(zhuān)利及獲獎(jiǎng)情況
致謝

【引證文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2827254