叶片翼型的气动特性数值模拟研究

左右。
　　图5 给出了攻角分别为3°、5°、7°、10°、15°和18°时二维绕翼型流体的速度分布图，反映出不同攻角下该翼型的绕流流动特性。
　　当攻角为（0° <α<3°）时，流体附着在翼型的表面并未发生分离，此时，翼型两侧上下表面压力相差很小，所以升力很小。当攻角为5°时，翼型上下表面压差增大，翼型尾缘出现分离现象。随着攻角的增大，
翼型尾部的分离涡向前移动，翼型的吸力面和压力面压差逐渐增大。当攻角为10°时，速度矢量在翼型的后缘吸力面处显示边界层分离的情形，但由于这时分离涡量还很小。由流体力学知识可知，形成升力主要靠翼型吸力面和压力面上的压差造成，摩擦作用很小，所以这时的升力也是逐渐增大的。而阻力由压差阻力和摩擦阻力两部分组成，这时翼型上下面的压差还很小，总的阻力主要是摩擦阻力，所以阻力变化不大。从速度矢量图上可以看出，当攻角的增大到15°时，前缘的分离非常明显并出现较长的尾涡，受回流影响的区域也逐渐扩大。此时翼型上下表面压差较大，升力系数接近最大值。当攻角增大到18°时，整个翼型吸力面上的边界层都发生了分离，并且分离尾涡在翼型的后缘上又重新附着在边界上，形成了所谓的二次涡，在翼型吸力面上形成两个主要回流区，使得翼型吸力面与压力面的压差减小，因此升力系数下降。
　　由此分析可知，翼型表面绕流的速度分布图正好解释图4 中升力系数、阻力系数与攻角的变化关系。
　　6. 结论
　　本文利用Gambit 对NACA0012 翼型进行二维建模，并利用Fluent 对其进行数值模拟计算，得出了雷诺数为3×106 时，翼型NACA0012 的升力系数和阻力系数随来流攻角的变化关系以及翼型绕流的流动特性。通过翼型升力系数和阻力系数曲线图得出失速攻角，并且通过翼型绕流特性得到叶片气流流动细节和现象，从而获得影响风力机效率的基本因素数据，为项目承担的风光能源复合发电装置的垂直轴风能结构部分叶片的翼型选型和设计提供了重要方法和基础依据。
 

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