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摘 要：采用CFD 软件对尾缘加厚处理的3 个相对厚度分别为40%、35%、30% 的翼型进行数值模拟，CFD 计算结果与实验数据进行对比，确认数值计算结果的可行性的基础上，分析尾缘加厚对翼型气动特性的影响，结果显示：翼型尾缘加厚后阻力系数和阻力系数在线性段随着尾缘厚度的增加而增加，尾缘加厚以后翼型更不容易失速。将尾缘加厚处理的翼型应用于风电叶片上，增加了叶片的Cp 和发电量，为5 兆瓦以上机组叶片的优化设计提供参考。
引言
随着风电技术的发展，风电设备制造能力快速提高，风电设备正朝着特性化和大型化方向发展，2 ～ 3 兆瓦风电机组已是市场主流产品，5 兆瓦及以上的大型风电机组也开始应用，7 ～ 10 兆瓦的风电机组正在研制，风电的开发也开始从陆地逐步扩展到海上。但陆上要加快风能资源较丰富内陆地区的风能资源开发，因地制宜开发建设中小型风电项目，扩大风能资源的开发利用范围。“十二五”规划明确指出要研究耐低温、防沙尘、抗灾害性大风、防盐雾及适合高原地区等各类适合我国环境特点的风电机组整体结构设计技术、安全与先进控制设计优化技术、高性能电气部件设计技术等。同时，研究超长叶片气动外形、结构、材料与控制一体化的设计技术，研究超长叶片产业化技术等。
我国海上风资源丰富，开发海上风电叶片也是发展的必然。另外，高原地区的风资源也比较丰富，缺点是海拔高、空气密度低、湿度大，这就要求叶片具有低空气密度下不失速和抗结冰的特点，由于密度较低，风电机组必须通过采用更大的叶片和优化的设计捕获更多的风能，从而提高发电效率。所以中国多样的地域和气候特征也给叶片的设计带来不同要求，不同区域的风资源具有不同的特点。
随着5 兆瓦以上机组以及高原型机组的开发，叶片总的发展趋势是长度不断增加，但是叶片加长后柔度增加会出现新的问题，比如气弹、颤振及叶尖与塔筒的距离等，另外叶片的加长会带来整机制造成本的增加。用什么方法能增加叶片的捕风能力又不至于使叶片长度增加太大成为目前叶片设计的主要目标。
本文对东方汽轮机有限公司三个翼型（DF-003-300-DU、DF-002-350-DU、DF-001-400-DU） 的尾缘进行加厚处理， 采用CFD（计算流体力学）商用软件NUMECA，选用在工业流体动力学问题分析普遍采用的SA 湍流模型，数值研究了DF-003-300-DU、DF-002-350-DU、DF-001-400-DU 翼型的气动特性，与实验数据对比，确认了数值计算的可信度。在此基础上，分析翼型尾缘厚度增加前后的气动特性，分析了流动细节，并详细地比较了尾缘厚度不同情况下流场的变化趋势，分析尾缘加厚对翼型气动特性的影响。
1. 研究模型及数值方法
1.1 几何模型
叶片设计时，翼型厚度沿展向（从叶根到叶尖）逐渐降低。由于中叶展以上对风轮出力贡献较大，翼型性能相对较好，而中叶展以内的翼型一般考虑结构的因素，相对厚度较大，气动性能也相对较低。所以对叶尖附近的翼型优化的空间较小，而且叶尖附近的翼型性能提高的同时，风轮载荷增加相对较大，目前增加叶片捕风能力的主要方法是增大叶根附近翼型的相对厚度及尾缘厚度，以承受更大的载荷和增加叶片出力。DF-003-300-DU、DF-002-350-DU、DF-001-400-DU，相对厚度分别为30%、35%、40%，属于厚度较大的翼型，用于叶片50% 长度以内，本文对上述3 个翼型分别进行尾缘厚度加厚处理，每种翼型加厚3 种尺度，得到的几何外形如图1 所示，其中翼型名称后的数字代表尾缘厚度，单位是mm。
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