《动态失速条件下翼型形状对垂直轴风力机动力性能的影响:对称翼型》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2021-04-17
  • 当前的垂直轴风力机设计,由于转子转速固定,在不同的风力条件下,叶尖速比λ不可避免地发生变化。在相对较高的风速下,由于风力发电潜力大,vawt运行在低λ和低功率系数下。变形翼型可以是一个潜在的解决方案,通过修改翼型形状到最优的每个λ。λVAWTs优化翼型形状的低,动态失速存在,尚未研究文献中,因此,目前的研究解决了这差距通过专注于这个政权作为一步为VAWTs通过确定最优设计变形翼型机翼形状在低λ。本研究通过对翼型最大厚度及其位置、前缘半径三个定义形状的参数进行联合分析,揭示整体设计空间。该分析基于252高保真瞬态CFD模拟126种相同的翼型。通过三个实验验证了仿真结果的正确性。结果表明,三个定形参数对涡轮功率和推力系数有完全耦合的影响。当λ从3.0减小到2.5时,最佳翼型由NACA0018-4.5/2.75变为NACA0024-4.5/3.5,最大厚度由18%c增加到24%c,最大厚度由27.5%c改变到35%c,前缘半径指数I保持4.5。一般来说,将I从默认值6.0降低到4.5可以增加涡轮的CP。

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    • 本文预测并分析了变幅动态叶片变桨的垂直轴风力涡轮机 (纵轴) 的空气动力学性能。这项研究对基于从在各种设计参数下的涡流机提取能量的依赖性理解的物理学做出了贡献。为了提供性能预测,采用了一种以耦合到基于叶片元素理论分析的和附加的非定常气动力的翼型查表的双多展弦理论为基础的空气动力学模型。提出并验证了计算动态俯仰叶片虚拟拱效应的方法。动态虚拟拱效应和非定常气动力的列入是准确地性能预测的关键。参数的研究涉及性能的纵轴向转子的牢固度,叶片翼型和俯仰振幅。得到的结论是振幅的正弦叶片振幅必须随风速和叶尖速比而变化,以在范围广泛的风力涡轮机的力量速度和尖速比中最大限度地提取能量。高 (约 35 °) 节距振幅最适合在叶尖速度比低于 0.5时工作,并且叶尖速度比大于 2.0时,节距振幅应减少到大约 10 ° 。
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