风力机翼型襟翼增升的数值模拟研究

"这篇论文是2000年由张宏武、江学忠、袁新和叶大均发表于《清华大学学报(自然科学版)》的一篇自然科学论文，主要研究了二维翼型襟翼增升的数值模拟。通过使用新型LU隐式格式和改良型高阶MUSCL TVD格式，研究人员解决了可压缩Reynolds平均的Navier-Stokes方程和q-ω低Reynolds数双方程湍流模型，对NACA632-215翼型加45°襟翼及Gurney襟翼的情况进行了数值模拟，攻角范围从0°到30°。计算结果与实验数据对比显示，压力因数和升力因数的计算值与实测值吻合良好。" 本文关注的是提高风力机效率的问题，重点在于利用计算流体力学（CFD）技术来研究翼型加襟翼对提升升阻比的影响。风力发电作为清洁能源的重要来源，其效率提升对于降低成本至关重要。而翼型设计是决定风力机效率的关键因素之一，通过在现有翼型上添加襟翼可以有效改善性能，Gurney襟翼是常用的一种方法。 研究中采用的数值模拟方法包括了新型LU隐式格式和改良的高阶MUSCL TVD格式，这两种方法都具有较高的分辨率、精度和收敛率，适用于求解复杂的流动问题。研究人员模拟了NACA632-215翼型在0°至30°攻角下的流动特性，对比了加装45°襟翼和Gurney襟翼后的效果。计算结果表明，压力因数的计算值与实验数据一致，而翼型升力因数的计算也与实验值吻合，验证了数值模拟的准确性。 对于带有Gurney襟翼的翼型，研究者采取了一种简化的边界条件处理方法，以减少网格生成的复杂性。通过分析大攻角工况下襟翼附近流场的分离现象，揭示了襟翼如何增加翼型的升阻比。这种分析有助于深入理解襟翼如何改变翼型的气动特性，为风力机的设计提供理论支持。 此外，论文引用了Liebeck早期关于翼型加Gurney襟翼增升的实验工作，并指出尽管对基本翼型绕流的数值模拟研究较多，但对于带襟翼翼型的低速绕流模拟文献却相对较少。这项研究填补了这一领域的空白，为未来风力机桨叶设计提供了有价值的参考。 关键词包括襟翼、LU分解、大攻角分离流动，表明该研究的重点在于襟翼对翼型气动性能的影响，以及在大攻角条件下襟翼附近流动的复杂性。论文被归类于TK14（风能技术）和0354.2（流体力学），并被赋予A类文献标识码，意味着它在科学研究中具有较高的学术价值。该研究得到了国家自然科学基金的支持，进一步证明了其在风能领域的研究重要性。