鋸齒尾緣翼型對(duì)葉片的氣動(dòng)性能影響研究

中圖分類(lèi)號(hào)：TK83 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

近年來(lái)，風(fēng)電機(jī)組不斷朝大型化發(fā)展，根據(jù)2023北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)（CWP2023）提供的數(shù)據(jù)，陸上風(fēng)電機(jī)組最大單機(jī)容量為15MW，葉輪直徑為 260m ，葉片長(zhǎng)度可達(dá) 125m 。隨著葉片尺寸越來(lái)越大，葉尖速度也隨之增大，導(dǎo)致葉片在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了巨大的氣動(dòng)噪聲。為滿(mǎn)足目前的市場(chǎng)需求和技術(shù)迭代，葉尖速度已經(jīng)超過(guò)了 90m/s ，這對(duì)在風(fēng)電場(chǎng)周邊工作或生活的居民造成了嚴(yán)重困擾。此外，在風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)，為了降低葉片的氣動(dòng)噪聲，風(fēng)電場(chǎng)工作人員會(huì)人為降低葉尖速度，導(dǎo)致葉尖速比偏離了最佳設(shè)計(jì)范圍，嚴(yán)重影響了風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電效率。因此，當(dāng)前急需找到在保證葉尖速度前提下可降低風(fēng)電機(jī)組葉片氣動(dòng)噪聲的方法。

國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者針對(duì)利用仿生學(xué)來(lái)降噪的方法和機(jī)理進(jìn)行了大量研究，一些仿生被動(dòng)控制方法被應(yīng)用于葉片翼型上，以此達(dá)到降噪的目的。

常見(jiàn)的仿生被動(dòng)控制方法包括波浪前緣、鋸齒尾緣等，均取得了不錯(cuò)的降噪效果。由于鋸齒尾緣具有經(jīng)濟(jì)性好、適用場(chǎng)景多、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，其應(yīng)用范圍較廣。

徐玉龍等[對(duì)葉片采用鋸齒尾緣翼型前后風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行噪聲進(jìn)行了分析，分析結(jié)果表明：葉片采用鋸齒尾緣翼型后，在不同風(fēng)速下均具有降噪效果， 8m/s 風(fēng)速下的降噪量為 4.7dB 。張玲等[2對(duì)不同攻角下的弧形鋸齒尾緣翼型葉片、三角形鋸齒尾緣翼型和直尾緣翼型葉片的噪聲頻譜特性進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明：弧形鋸齒尾緣翼型葉片能有效降低中高頻段的噪聲，但低頻段的降噪效果不明顯。Biedermann等[]主要研究了鋸齒前緣翼型葉片對(duì)降噪效果的敏感性，研究結(jié)果表明：此類(lèi)翼型葉片可以降低噪聲，尤其在設(shè)計(jì)點(diǎn)工況（即最佳工況）附近時(shí)，降噪效果更明顯。Lee等[4]在 10kW 風(fēng)電機(jī)組上進(jìn)行了鋸齒尾緣翼型葉片的降噪效果實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：

此種翼型葉片的降噪效果較為明顯，降噪量可達(dá)5dB。陳寶康等[5對(duì)鋸齒降噪結(jié)構(gòu)在風(fēng)電機(jī)組葉片上的應(yīng)用進(jìn)行了研究，研究發(fā)現(xiàn)：鋸齒降噪結(jié)構(gòu)葉片在 5～6m/s 風(fēng)速段的降噪效果較為明顯；在風(fēng)電機(jī)組主風(fēng)向下游 135m 噪聲測(cè)點(diǎn)處，葉片的降噪量范圍為 。結(jié)合目前國(guó)內(nèi)的陸上風(fēng)資源水平，大部分風(fēng)電場(chǎng)可開(kāi)發(fā)區(qū)域的年平均風(fēng)速基本小于 8m/s ，因此，鋸齒結(jié)構(gòu)葉片具有很好的推廣前景。

以上文獻(xiàn)主要針對(duì)鋸齒翼型對(duì)葉片降噪效果的影響進(jìn)行了研究，而對(duì)于鋸齒尾緣翼型卻忽略了其對(duì)葉片氣動(dòng)性能的影響。通常，鋸齒的安裝位置為葉片輸出氣動(dòng)性能的位置，由于鋸齒尾緣翼型對(duì)葉片氣動(dòng)性能的影響會(huì)導(dǎo)致整個(gè)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量和荷載均受到影響，因此，有必要對(duì)鋸齒尾緣翼型葉片的氣動(dòng)性能進(jìn)行研究。Llorente等[通過(guò)對(duì)實(shí)際采用鋸齒尾緣翼型的葉片進(jìn)行仿真數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)相較于光滑翼型，采用鋸齒尾緣翼型后，葉片的升力系數(shù)和阻力系數(shù)均有所提升。Llorente等[7]將風(fēng)電機(jī)組理論模型代入仿真軟件GHBladed，研究鋸齒尾緣翼型葉片在實(shí)際工作環(huán)境下對(duì)風(fēng)電機(jī)組性能的影響，研究結(jié)果表明：采用鋸齒尾緣翼型葉片的風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電效率能提升約 1.5% 。

上述文獻(xiàn)針對(duì)鋸齒尾緣翼型對(duì)葉片氣動(dòng)性能影響的研究?jī)H局限于平均氣動(dòng)力的變化，并未詳細(xì)研究鋸齒尾緣翼型的尺寸對(duì)葉片氣動(dòng)性能的影響；且鋸齒尾緣翼型對(duì)葉片氣動(dòng)力波動(dòng)特性的影響尚無(wú)實(shí)驗(yàn)研究。基于此，本文選取5種不同尺寸的鋸齒研究鋸齒尾緣翼型參數(shù)對(duì)葉片氣動(dòng)性能的影響，并分析鋸齒尾緣翼型對(duì)葉片氣動(dòng)力波動(dòng)特性的影響規(guī)律，為今后鋸齒尾緣翼型葉片在風(fēng)電機(jī)組上的應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1實(shí)驗(yàn)設(shè)置

本實(shí)驗(yàn)在低速回流且具有吸聲材料和消聲腔的半消聲風(fēng)洞中開(kāi)展，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段的截面是尺寸為 0.5m×0.5m 的正方形，風(fēng)洞風(fēng)速范圍在 2～40 m/s 之間；模型區(qū)的湍流度在 0.3% 以?xún)?nèi)。實(shí)驗(yàn)采用代爾夫特大學(xué)開(kāi)發(fā)的厚度為 21% 的 翼型[8-9]，其綜合氣動(dòng)性能較為優(yōu)越，弦長(zhǎng) c 為100mm ，展長(zhǎng) s 為 350mm 。

在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段布置10個(gè)型號(hào)為BK4954的傳聲器，用于采集 20s 的聲壓數(shù)據(jù)，采樣頻率為 32768Hz 。10個(gè)傳聲器采用圓形布局，圓心位于翼型的幾何中心，半徑為 3.5m ；沿圓周每間隔 布置1個(gè)傳聲器，指向角范圍為 。為研究鋸齒尾緣翼型參數(shù)對(duì)葉片氣動(dòng)性能的影響，本文選取5種不同尺寸的鋸齒（編號(hào)為 進(jìn)行研究，鋸齒的具體參數(shù)如表1所示。表中： 2h 為齒高； λ 為齒長(zhǎng)；以 2h/c 和 2h/λ 分別表征齒高與弦長(zhǎng)及齒長(zhǎng)的關(guān)系；以 λ/c 表征齒長(zhǎng)與弦長(zhǎng)的關(guān)系。

從表1可知： 鋸齒的齒長(zhǎng)均相同，齒高呈遞增趨勢(shì)；而 鋸齒的齒高均相同，齒長(zhǎng)呈遞增趨勢(shì)。這樣設(shè)置可以充分研究不同齒長(zhǎng)和齒高下鋸齒尾緣翼型對(duì)葉片氣動(dòng)性能的影響規(guī)律。

本文所有實(shí)驗(yàn)均在自由來(lái)流速度 為 20m/s. 雷諾數(shù) R e 為 的條件下進(jìn)行。風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段的裝置構(gòu)造示意圖[1]如圖1所示。

由圖1可知：鋸齒尾緣翼型兩端固定在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段內(nèi)；固定葉片的軸位于翼型的氣動(dòng)中心處，翼型通過(guò)連接軸連接在測(cè)力天平上，測(cè)力天平與翼型一起連接在俯仰攻角調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)盤(pán)上。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)伺服電機(jī)控制俯仰攻角調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)盤(pán)，進(jìn)行氣動(dòng)力測(cè)試時(shí)，翼型弦線(xiàn)與自由來(lái)流方向的夾角（即攻角 a ）的范圍為 ，每變化 進(jìn)行1次測(cè)量。為了抑制翼型兩端的三維流動(dòng)，確保實(shí)驗(yàn)的二維性，在翼型的頂部和底部安裝了直徑為 3c 的圓形端板。

本文采用型號(hào)為L(zhǎng)MC3501-100N的氣動(dòng)力測(cè)量?jī)x，設(shè)備參數(shù)及誤差如表 所示。

通過(guò)氣動(dòng)力測(cè)量?jī)x測(cè)量得到翼型的平均氣動(dòng)升力 L 、平均氣動(dòng)阻力 D 及俯仰力矩 M ，進(jìn)而計(jì)算得到翼型的升力系數(shù) 、阻力系數(shù) 、轉(zhuǎn)矩系數(shù) ，以及升阻比 L/D 。

升力系數(shù)的計(jì)算式可表示為：

阻力系數(shù)的計(jì)算式可表示為：

轉(zhuǎn)矩系數(shù)的計(jì)算式可表示為：

在翼型氣動(dòng)力測(cè)試實(shí)驗(yàn)中，結(jié)合實(shí)際的實(shí)驗(yàn)條件，需考慮的不確定因素主要有：自由來(lái)流風(fēng)速、測(cè)力天平、翼型攻角和翼型的加工制造等。這些不確定因素會(huì)造成測(cè)試結(jié)果誤差，在本實(shí)驗(yàn)中，風(fēng)洞內(nèi)的自由來(lái)流風(fēng)速變化微小，其造成的誤差可忽略不計(jì)；測(cè)力天平需在每次實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行標(biāo)定，以降低誤差；而翼型攻角和翼型的加工制造不會(huì)造成測(cè)試誤差。參考文獻(xiàn)[10]的研究結(jié)果，本實(shí)驗(yàn)中升力系數(shù)、阻力系數(shù)及轉(zhuǎn)矩系數(shù)的不確定度分別取 3.1% 、 2.8% 和 3.3% 。為了研究氣動(dòng)力波動(dòng)特性，實(shí)驗(yàn)中測(cè)力天平的采樣頻率設(shè)置為 。

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1噪聲結(jié)果分析

由于鋸齒尾緣翼型的降噪效果會(huì)隨著鋸齒齒高的增加而顯著增強(qiáng)，因此本文主要研究在鋸齒齒高一定時(shí)，齒長(zhǎng)對(duì)鋸齒尾緣翼型降噪效果的影響。將齒高一定、齒長(zhǎng)不同的 鋸齒分別制作成鋸齒尾緣翼型，分別命名為鋸齒尾緣翼型3～鋸齒尾緣翼型5，并分別對(duì)采用這3種鋸齒尾緣翼型的葉片進(jìn)行聲壓級(jí)測(cè)試，得到各自的聲壓級(jí)，以及其相對(duì)于光滑翼型葉片的聲壓級(jí)差，具體如圖2所示。需要說(shuō)明的是，對(duì)于光滑翼型與鋸齒尾緣翼型的聲壓級(jí)差，正值代表降噪，負(fù)值代表增噪。

從圖2a可以看出：光滑翼型葉片的聲壓級(jí)曲線(xiàn)有顯著的峰值，這是由邊界層內(nèi)脫落的渦與翼型的鋸齒尾緣相互作用產(chǎn)生的聲壓級(jí)峰值[]，而鋸齒尾緣翼型葉片的頻率峰值均小于光滑翼型葉片的，說(shuō)明其有顯著的降噪效果。從圖2b可以看出：鋸齒尾緣翼型3葉片的聲壓級(jí)差小于鋸齒尾緣翼型4葉片和鋸齒尾緣翼型5葉片的。

由此可知，齒長(zhǎng)較小的窄鋸齒的降噪效果明顯優(yōu)于齒長(zhǎng)較大的寬鋸齒，這是因?yàn)檎忼X更能在齒間處誘導(dǎo)產(chǎn)生流向渦，從而降低因邊界層渦脫落引發(fā)的主頻[12]。由于本文主要研究鋸齒尾緣翼型對(duì)葉片氣動(dòng)性能的影響規(guī)律，所以針對(duì)噪聲不再做詳細(xì)分析。

2.2氣動(dòng)性能分析

為了能夠直觀(guān)展示翼型采用鋸齒尾緣后升阻力的變化情況，本文在計(jì)算鋸齒尾緣翼型氣動(dòng)力時(shí)，特征長(zhǎng)度統(tǒng)一選取了翼型的弦長(zhǎng)。將齒長(zhǎng)相同但齒高不同的 鋸齒分別制作成鋸齒尾緣翼型，分別命名為鋸齒尾緣翼型1～鋸齒尾緣翼型3，然后分別計(jì)算不同攻角時(shí)這3種鋸齒尾緣翼型葉片的升阻力系數(shù)，結(jié)果如圖3所示。

由圖3可知：

1）相較于光滑翼型葉片，鋸齒尾緣翼型葉片的升力系數(shù)和阻力系數(shù)均有顯著提升。當(dāng)攻角小于 時(shí)，隨著攻角的增大，升力系數(shù)的增加更為明顯；尤其是在失速后，鋸齒尾緣翼型葉片的升力系數(shù)仍高于光滑翼型葉片的升力系數(shù)，這樣可以有效避免光滑翼型葉片在失速后升力下降過(guò)大的情況。

2）相較于光滑翼型葉片，鋸齒尾緣翼型3葉片的升力系數(shù)提升最大，該翼型的鋸齒齒高最長(zhǎng)；而鋸齒齒高最短的鋸齒尾緣翼型1葉片的升力系數(shù)提升的最小。由此可知，當(dāng)鋸齒齒長(zhǎng)一定時(shí)，鋸齒的齒高對(duì)葉片的氣動(dòng)性能影響較大。這主要是因?yàn)殇忼X齒高的增加相當(dāng)于增加了翼型整體的弦長(zhǎng)，導(dǎo)致鋸齒額外產(chǎn)生氣動(dòng)力，從而提升了采用這種翼型的葉片的氣動(dòng)力。

不同類(lèi)型翼型葉片的升阻比隨攻角的變化曲線(xiàn)如圖4所示。

由圖4可知：相較于光滑翼型葉片，鋸齒尾緣翼型葉片的升阻比變化不大。在小攻角附近，鋸齒尾緣翼型葉片的升阻比稍有提升；但隨著攻角的增大，其與光滑翼型葉片的升阻比基本重合。

分別計(jì)算攻角為 時(shí)，鋸齒尾緣翼型3葉片～鋸齒尾緣翼型5葉片的升力系數(shù)，并進(jìn)行對(duì)比。不同類(lèi)型翼型鋸齒尾緣葉片的升力系數(shù)隨攻角的變化曲線(xiàn)如圖5所示。

由圖5可知：當(dāng)鋸齒齒高一定時(shí)，鋸齒齒長(zhǎng)的變化對(duì)鋸齒尾緣翼型葉片的氣動(dòng)性能幾乎無(wú)影響。

結(jié)合圖2～圖5可以發(fā)現(xiàn)：影響鋸齒尾緣翼型葉片氣動(dòng)性能的主要因素是鋸齒的齒高，鋸齒的齒長(zhǎng)只影響鋸齒尾緣翼型葉片的降噪效果。

在上述結(jié)論基礎(chǔ)上，為了定量分析鋸齒尾緣翼型帶來(lái)的葉片升力系數(shù)提升的大小，計(jì)算得到4種翼型葉片的最大升力系數(shù)及提升幅度，如表3所示。

表34種翼型葉片的最大升力系數(shù)及提升幅度

從表3可以看出：鋸齒尾緣翼型3對(duì)葉片升力系數(shù)的提升最為顯著，提升幅度可達(dá) 22.6% 0值得注意的是，雖然葉片升力系數(shù)的提升有助于提升其升阻比，但葉片受到的荷載也會(huì)隨之增加，這不利于風(fēng)電機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行。因此鋸齒尾緣翼型雖然可以起到顯著的降噪效果，但需選擇合適的翼型參數(shù)，避免降低葉片的使用壽命。

2.3氣動(dòng)力波動(dòng)特性分析根據(jù)

根據(jù)上文分析結(jié)果，鋸齒尾緣翼型的主要功效為降噪，主要是影響流場(chǎng)的波動(dòng)特性。本節(jié)以測(cè)力天平采集得到的升力信號(hào)結(jié)果（正值代表升力值，負(fù)值代表阻力值）為依據(jù)，研究不同攻角下鋸齒的齒長(zhǎng)對(duì)鋸齒尾緣翼型葉片升力波動(dòng)特性的影響。

攻角為 、 和 分別代表葉片在線(xiàn)性區(qū)、輕度失速區(qū)和深度失速區(qū)時(shí)對(duì)應(yīng)的攻角。根據(jù)測(cè)力天平采集得到的升力信號(hào)，得到3個(gè)攻角下不同類(lèi)型翼型葉片的升力系數(shù)隨時(shí)間的波動(dòng)情況，如圖6所示。

由圖6可知：對(duì)于光滑翼型葉片而言，在小攻角 時(shí)，其升力系數(shù)的波動(dòng)較小；隨著攻角增至 ，該葉片開(kāi)始出現(xiàn)失速，大的失速渦在尾緣處與葉片表面作用劇烈，使葉片升力系數(shù)的波動(dòng)幅度增大；當(dāng)攻角增至 時(shí)，該葉片完全失速，流體已脫離葉片表面，使葉片升力系數(shù)的波動(dòng)幅度再次變小。而相較于光滑翼型葉片，鋸齒尾緣翼型葉片在3個(gè)攻角下的升力系數(shù)波動(dòng)幅度均有顯著降低，其中，齒長(zhǎng)適中的鋸齒尾緣翼型4葉片的升力系數(shù)波動(dòng)幅度最小，說(shuō)明其對(duì)波動(dòng)的控制效果最好；而齒長(zhǎng)最大的鋸齒尾緣翼型5對(duì)葉片升力系數(shù)波動(dòng)的控制效果最差。

計(jì)算3個(gè)攻角下不同類(lèi)型翼型葉片的升力系數(shù)均方根值，并以光滑翼型葉片的均方根值為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算均方根降幅，結(jié)果如表4所示。

從表4可以看出：齒長(zhǎng)適中的鋸齒尾緣翼型4葉片的升力系數(shù)均方根降幅最大，在小攻角 下降幅可達(dá) 61.7% ；在大攻角 下，其均方根降幅也均超過(guò) 50% 。由此可知：相較于光滑翼型葉片，鋸齒尾緣翼型可以有效降低葉片因氣動(dòng)力變化而引起的波動(dòng)，有助于降低葉片所受的疲勞荷載，且采用齒長(zhǎng)適中的鋸齒尾緣翼型的葉片降低波動(dòng)的效果更好。

下文分別以 、 攻角為例，闡述不同類(lèi)型翼型葉片在不同升力系數(shù)下的頻譜控制效果。 攻角下不同類(lèi)型翼型葉片的升力信號(hào)經(jīng)過(guò)快速傅里葉變換（FFT）后的功率譜-頻率圖如圖7所示。圖中： 均為主頻。

從圖7可以看出：該功率譜-頻譜圖中有4個(gè)主頻，分別為 ， （ 和 ，其中，低頻的 和 為葉片自身振動(dòng)引發(fā)的主頻，高頻的 和 為因邊界層渦脫落引發(fā)的主頻和其二階瀕率。對(duì)于光滑翼型葉片而言，其峰值都較為顯著。而對(duì)于鋸齒尾緣翼型葉片而言，從葉片自身振動(dòng)引發(fā)的主頻來(lái)看，齒長(zhǎng)最長(zhǎng)的鋸齒尾緣翼型5葉片的主頻峰值均有所增加，但這反而增強(qiáng)了自身結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率；但齒長(zhǎng)最短的鋸齒尾緣翼型3葉片和齒長(zhǎng)適中的鋸齒尾緣翼型4葉片的主頻均有顯著降低。對(duì)于因邊界層渦脫落引發(fā)的主頻（其也是產(chǎn)生噪聲的主要原因），光滑翼型葉片的邊界層渦脫落的主頻在 2000Hz 左右，而葉片采用鋸齒尾緣后主頻值發(fā)生了顯著降低，這與噪聲的頻譜具有一致性；齒長(zhǎng)最長(zhǎng)的鋸齒翼型5葉片也有不錯(cuò)的降噪效果，但鋸齒尾緣翼型4葉片的降噪效果最好，在 1000～5000Hz 的范圍內(nèi)均可降噪。由此可知：不同尺寸的鋸齒都可以降低由于邊界層渦脫落引起的氣動(dòng)力的波動(dòng)峰值，并非鋸齒長(zhǎng)寬比越小，降低效果越好。

攻角下不同類(lèi)型翼型葉片的升力信號(hào)經(jīng)過(guò)FFT后的功率譜-頻率圖如圖8所示。圖中： 均為主頻。

由圖8可知：鋸齒尾緣翼型葉片開(kāi)始失速后其自身振動(dòng)引發(fā)的主頻增強(qiáng)，原因是葉片在失速后發(fā)生分離渦，渦與尾緣的作用加強(qiáng)，使主頻值增加，該結(jié)論與圖6得到的結(jié)果一致。同樣，發(fā)生分離渦后3種鋸齒尾緣翼型葉片在渦脫落主頻附近都有一定的功率譜降低效果。

結(jié)合圖7和圖8可知：相較于光滑翼型葉片，鋸齒尾緣翼型葉片在小攻角和失速后都可以有效降低因自身振動(dòng)引發(fā)的主頻值和因邊界層渦脫落引發(fā)的主頻值，且齒長(zhǎng)較小的鋸齒尾緣翼型葉片的降低效果優(yōu)于齒長(zhǎng)較大的鋸齒尾緣翼型葉片。

3結(jié)論

本文通過(guò)選取5種不同尺寸的鋸齒，針對(duì)鋸齒尾緣翼型參數(shù)對(duì)葉片的氣動(dòng)性能及氣動(dòng)力波動(dòng)特性的影響進(jìn)行了研究，得到以下結(jié)論：

1）相較于光滑翼型葉片，鋸齒尾緣翼型葉片的升力系數(shù)和阻力系數(shù)均有顯著提升，且齒高最長(zhǎng)的鋸齒尾緣翼型葉片的升力系數(shù)提升效果最為明顯。

2）相較于光滑翼型葉片，鋸齒尾緣翼型葉片在不同攻角下的升力系數(shù)波動(dòng)幅度均有顯著降低，且齒長(zhǎng)適中的鋸齒尾緣翼型葉片的升力系數(shù)波動(dòng)幅度最小，說(shuō)明其對(duì)由氣動(dòng)力變化引起的波動(dòng)的控制效果最好。

綜上可知，相較于光滑翼型葉片，鋸齒尾緣翼型可以有效降低葉片因氣動(dòng)力變化而引起的波動(dòng)，有助于降低葉片所受的疲勞荷載，從而延長(zhǎng)葉片的使用壽命。

本文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)于風(fēng)電機(jī)組葉片的翼型設(shè)計(jì)和優(yōu)化具有一定的指導(dǎo)意義。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)具體的風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行條件和設(shè)計(jì)要求選擇合適的鋸齒尾緣幾何參數(shù)，以改善風(fēng)電機(jī)組葉片的氣動(dòng)性能，提高風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電效率和運(yùn)行穩(wěn)定性。

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RESEARCHONINFLUENCE OFSERRATEDTRAILINGEDGE AIRFOILSONBLADEAERODYNAMICPERFORMANCE

Xu Ye

（GuohuaEnergyInvestmentCo.，Ltd.，Beijing1oooo7，China）

Abstract：During the design process of wind turbine blades，serrations are typically installed at the trailing edge to reduce aerodynamic noise.This paper investigates the effects of serrated trailing edge airfoil parameters on blade aerodynamic performance by selecting five serration sizes，and analyzes the influence of serrated trailing edges on blade aerodynamic force fluctuation characteristics.The research results show that： 1） Compared to blades with smooth airfoils，blades with serrated trailing edge airfoils have significantly improved lift and drag coefficients，and serrated trailing edge airfoil blade with the longest serrated tooth height have the most significant lift coefficient improvement effect.2） Compared with smooth airfoil blades，serrated trailing edge airfoil blades have significantly reduced fluctuations in lift coefficient at different angles of attack，and serrated trailing edge airfoil blades with moderate tooth length have the smalest fluctuations in lift coeficient，indicating that they havethe best control efect on fluctuations caused by aerodynamic changes. In summary，compared to blades with smooth airfoils，the serated trailing edge airfoil can effectively reduce the fluctuations caused byaerodynamic changes in the blades，which helps to reduce the fatigue load onthe blades and extend their service life.

Keywords：wind turbines；blades；serrted trailing edge；airfoils；noise reduction；aerodynamic performance； fluctuation characteristics