格尼襟翼对风力机翼型气动性能影响的数值模拟分析

"戴丽萍的一篇论文，探讨了格尼襟翼对风力机翼型气动性能的影响。通过FLUENT软件进行数值模拟，分析了不同襟翼高度（1%，2%，4%弦长）对NACA4412翼型的升力、阻力和流场的影响。研究发现，Gurney襟翼在特定攻角范围内能有效提升升力，但也会增加阻力，影响升阻比。襟翼后方的卡门涡街和前方的角涡是升力增加的关键因素。该研究为风力机设计提供了理论依据。" 这篇论文详细研究了格尼襟翼在风力发电机叶片设计中的应用，旨在理解这种襟翼如何改变翼型的气动特性。NACA4412翼型被选为研究对象，因为它是一种广泛使用的翼型，其性能直接影响风力发电机的效率。使用FLUENT软件进行的数值模拟是一种常见的流体力学计算工具，能够精确预测流体流动和热传递。 在数值模拟之前，首先通过比较不同计算模型和实验数据，确定了适合翼型分析的数值边界条件和湍流模型。这一步至关重要，因为正确的边界条件和湍流模型选择可以确保模拟结果的准确性。在确定了合适的计算设置后，模拟了没有襟翼以及具有1%，2%，4%弦长的襟翼情况下的翼型性能。 研究结果揭示，Gurney襟翼在-5度到+17度的攻角范围内都能显著提升翼型的升力。襟翼高度的增加导致升力的进一步增强，但同时也带来了阻力的上升。因此，在小攻角下，升阻比变化不大，而在大攻角时，升阻比明显增加。这表明，尽管Gurney襟翼可以提高升力，但可能不适合所有工况，需要根据具体的应用场景来权衡升力和阻力的关系。 翼型升力增加的物理机制被归因于襟翼后方形成的卡门涡街和襟翼前方的角涡。这两种涡旋分别造成了低压区和高压区，从而促使气流加速，增大了上下表面的压力差，增加了升力。这一发现对于理解襟翼的工作原理及其在风力机设计中的潜在应用具有重要意义。 这篇论文通过数值模拟深入研究了格尼襟翼对风力机翼型性能的影响，为风力发电领域的空气动力学优化提供了新的见解。这对于提高风力发电机的效率，降低能量成本，以及推动可再生能源技术的发展都具有实际意义。