小型垂直軸風力機翼型氣動性能的數值模擬

玄兆燕，張泰寧，景會成，趙 欣

(1.華北理工大學，河北唐山 063009；2.唐山市拓又達科技有限公司，河北唐山 063020)

小型垂直軸風力機翼型氣動性能的數值模擬

玄兆燕1，張泰寧1，景會成1，趙 欣2

(1.華北理工大學，河北唐山 063009；2.唐山市拓又達科技有限公司，河北唐山 063020)

風機翼型作為葉片外形設計的根本，對葉片的空氣動力特性、質量以及整個風機捕獲風能的能力有著重要的影響。利用FLUENT流體仿真軟件對翼型進行數值模擬，使用RNG k-ε和SST k-ω湍流模型模擬得到翼型隨攻角變化的升阻力系數曲線，并與試驗數據進行對比，得出SST k-ω湍流模型更為準確。對風機葉片翼型進行氣動數值模擬計算和分析，有助于深入了解翼型的氣動性能，為風機翼型的氣動特性研究提供理論基礎。

翼型；氣動特性；數值模擬；湍流模型

1 前言

風能具有儲量大、無污染、可再生等特點。目前，風能利用主要以風力發電為主，降低風力發電成本，提高風力發電效率，是有效利用風能的關鍵所在。風輪是風力發電機捕獲風能的主要部位之一，翼型的氣動特性直接影響風機風能的利用效率。所以，研究翼型的氣動特性是研究葉片性能的根本[1]。

2 翼型繞流的控制方程

風機翼型的繞流流動屬于低速流動，馬赫數較低，一般在0.3以下，因此可設定葉片周圍的氣體為不可壓縮氣體。使用FLUENT軟件，對風力機葉片翼型進行數值模擬分析，得出該葉片翼型的氣動特點與規律。本文對翼型的定常特性進行流體力學數值計算，選擇穩態的N-S方程作為流動控制方程。……