| 风力机叶片翼型的结冰数值模拟研究 |
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| 引用本文： | 朱程香,王珑,孙志国,付斌,朱春玲.风力机叶片翼型的结冰数值模拟研究[J].空气动力学学报,2011,29(4). |
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| 作者姓名： | 朱程香 王珑 孙志国 付斌 朱春玲 |
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| 作者单位： | 南京航空航天大学航空宇航学院,江苏南京,210016 |
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| 基金项目： | 国家973计划项目(2007CB714600) |
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| 摘 要： | 研究了风力机叶片翼型的结冰数值模拟方法,及翼型结冰后对其气动性能的影响。求解雷诺平均N-S方程,引入k-ωSST湍流模型封闭方程,获得风力机叶片流场;采用拉格朗日法计算风力机叶片翼型周围的水滴运动轨迹,同时考虑了多尺寸水滴分布的影响,获得翼型表面的局部水收集系数分布;根据质量守恒和能量守恒原理,计算翼型表面的各项热流,获得翼型表面的结冰速率和结冰冰形;考虑到翼型结冰是时间的动态函数,采用多时间步长法完成结冰数值模拟。计算了风力机叶片翼型在不同环境条件和气象条件下的结冰冰形,同时模拟了风力机翼型结冰后周围流场的变化,并与干净翼型的气动特性进行了对比。结果表明,环境温度较高时形成的明冰对翼型气动性能的影响较大,结冰导致翼型升力下降,升阻比减小,最大减小幅度达到61%,同时结冰后的翼型会提前进入失速区,导致桨叶气动性能恶化。
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| 关 键 词： | 风力机 翼型结冰 多尺寸分布 多时间步长 气动特性 |
Numerical study of wind turbine blade airfoil ice accretion |
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| ZHU Cheng-xiang,WANG Long,SUN Zhi-guo,FU Bin,ZHU Chun-ling.Numerical study of wind turbine blade airfoil ice accretion[J].Acta Aerodynamica Sinica,2011,29(4). |
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| Authors: | ZHU Cheng-xiang WANG Long SUN Zhi-guo FU Bin ZHU Chun-ling |
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| Institution: | ZHU Cheng-xiang,WANG Long,SUN Zhi-guo,FU Bin,ZHU Chun-ling(College of Aerospace Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing,210016,China) |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | wind turbine airfoil ice accretion multi-dispersed droplet distribution multi time-step aerodynamic characteristic |
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