基于Isight平台对翼型Gurney襟翼的优化设计

　　摘 要：为了获得风力机襟翼的优化结构，本文采用多学科设计优化框架软件ISIGHT、CFD 软件Fluent 以及遗传算法，针对加装襟翼式结构的气动性能进行了优化设计。软件集成了襟翼的参数化表达、网格划分、流场分析、结构优化设计四个模块，实现了多学科领域的精确分析和整个优化循环过程的自动化运行。优化结果表明：Gurney 襟翼的设计高度为弦长的2%、设计宽度为弦长0.2% 将得到最大的升阻比，上述研究结果和实验结果一致。本文的研究方法可为襟翼及其他气动外形优化设计提供参考。

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　　随着经济的迅速发展和传统化石能源的日趋枯竭，包括风能在内的可再生能源凭借建设周期短、装机规模灵活、不消耗燃料、无污染等优点逐渐被人们所关注。风力机的效率由桨叶决定，翼型作为桨叶的基本要素，其性能好坏直接影响桨叶的气动性能。当前，影响翼型气动性能的因素主要有：翼型的弯度、表面粗糙度、厚度、扭角等。Gurney 襟翼由于简单、经济的优点，加装Gurney 襟翼成为提高翼型气动性能的重要因素，而Gurney 襟翼的高度以及宽度会对翼型气动性能产生很大影响。
　　目前，国内外对于Gurney 襟翼的研究，大多有风洞试验[1-3] 和数值计算[4-6] 两种方法，其研究内容多集中于对Gurney 襟翼的高度、角度、安装位置进行探讨，并认为Gurney 襟翼的高度、角度、安装位置对翼型的升力、升阻比均会有所影响。值得提出的是，上述研究尽管对襟翼设计有一定的指导作用，但却没有对此进行最优设计。对于襟翼宽度，公开文献更是鲜有论述。（详细内容请下载附件）