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作者
王龙张程程李亮王雪龙
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单位
安徽理工大学机械工程学院安徽理工大学力学与光电物理学院
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摘要
为改善风力机叶片气动性能，提高风能利用系数，提出在叶片吸力面开槽施加吸气控制，采用计算流体力学(CFD)方法，研究不同来流风速下开槽叶片性能。结果表明，开槽叶片输出扭矩及风能利用系数相较于原始叶片实验值大幅增加，在较高风速(10m/s)时表现更为明显，风能利用系数提升32.2%,故吸气控制可有效提升叶片功率。分析开槽和原始叶片表面压力分布，发现低风速(5m/s)时，吸力面压力分布类似，叶片输出扭矩相差不明显，风速增加后会有差异。在10m/s风速下，吸气控制对吸力面的压力分布影响较大，靠近叶尖位置前缘处的负压峰值显著增大且低压区分布更广，吸力面与压力面的压差进一步增加，叶片输出扭矩更高。研究结果可为风力机叶片设计提供参考，对降低风电成本、促进风电技术的发展具有重要意义。
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关键词
水平轴风力机计算流体力学吸气控制风能利用系数气动性能
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金资助项目(51705002,11902002)；安徽省自然科学基金资助项目(1708085QE123)；
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文章目录
1 几何模型及计算域
2 数值方法
2.1 流动方程
2.2 湍流模型
2.3 网格及边界设定
3 结果与分析
3.1 不同风速下吸气对叶片扭矩的影响
3.2 不同风速下吸气对叶片风能利用系数的影响
3.3 不同叶片压力系数对比研究
3.4 叶片吸力面压力分布
4 结论
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引用格式
王龙,张程程,李亮等.基于吸气控制的风力机叶片性能提升研究[J].安徽理工大学学报(自然科学版),2023,43(03):47-52.
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