风力机叶片流动分离被动控制的数值模拟

摘要

漩涡发生器,作为一种常用而有效的流动控制方法之一,已被成功用于延缓固定机翼的边界层流动分离,改善飞行器的最大升力和失速迎角等气动特性。本文以NREL PhaseⅥ叶片为基本布局,采用计算流体力学方法分析漩涡发生器对水平轴风力机叶片在三维旋转复杂流动条件下背风面边界层分离的控制效果,揭示了在不同工况下漩涡发生器对风力机叶片吸力面三维流动的影响机理。计算结果表明,本文中使用的控制手段能够在叶片局部区域形成比较稳定的流向附着漩涡结构,并通过CFD准确捕捉到叶片的流动结构特点,在中等、较大风速工况下,叶片背风面的三维流动分离现象能够得到明显的抑制,叶片的流动品质以及风力机叶片的能量转换效率得到有效改善与提高。