風力機翼型氣動性能數值模擬方法研究

摘 要：采用三種數值模擬方法對風力機翼型氣動性能進行模擬，并與實驗值進行對比，驗證了數值模擬方法的可靠性。結果表明，不同模擬方法對于不同的流動狀態有各自的優勢，在進行翼型氣動模擬時需考慮數值模擬方法的選擇。

關鍵詞：氣動性能；數值模擬方法；風力機翼型

風輪葉片是風力機獲取風能的關鍵部件，翼型的氣動性能是風輪葉片性能的基礎，直接影響著風力機的風能利用[ 1，2 ]。而精確的數值模擬方法是分析翼型氣動性能以及為相關工程模型提供基礎數據的保證[ 3 ]。

WJ Zhu等[ 4 ]采用勢流-邊界層耦合方法對翼型進行了優化設計，并獲得了氣動性能較好的翼型外形。

高偉等[ 5 ]采用勢流-邊界層耦合方法對不同厚度翼型邊界層轉捩進行了研究，結果表明轉捩位置對翼型升阻力系數有一定影響。

馬林靜等[ 6 ]采用S-A湍流模型及另外兩種湍流模型對S809翼型氣動性能進行了模擬，并與實驗值對比，表明S-A模型整體計算精度相對較高，收斂性最好。

劉磊等[ 7 ]采用幾種湍流模型對某風力機進行了數值模擬，結果顯示全湍流模型SST k-w對截面壓力以及轉矩分布計算較為準確，尤其是葉片表面開始出現分離的情況。

S？覬rensen等[ 8 ]在SST k-w湍流模型中加入間歇因子-動量厚度雷諾數（γ-Reθ）轉捩模型，即T-SST湍流模型，模擬結果比全湍流模型模擬結果更為準確。

對于風力機翼型，不同的模擬方法得出的計算結果不同，較少有文獻對模擬方法進行較為綜合的分析。且相關文獻在對模擬方法分析與使用中，也很少考慮網格結構、流動狀態與湍流模型之間的相互關系與需求?！?br>