一种基于仿生凹凸前缘结构的流动分离控制方法技术

本发明专利技术提供了一种基于仿生凹凸前缘结构的流动分离控制方法，所述方法用于控制风电叶片叶展中部及叶根区域流动分离，所述方法包括如下步骤：S1：测试仿生凹凸前缘风力机翼型的气动性能；S2：进行气动性能优化设计，得到凹凸前缘结构尺寸；S3：结合风电叶片设计平台，设计风电叶片并完成校验；S4：根据S2获得的凹凸前缘结构尺寸，制作凹凸前缘结构，将所述凹凸前缘结构安装在S3获得的风电叶片上。本发明专利技术所提供的基于仿生凹凸前缘结构的流动分离控制方法，通过将风电叶片大厚度叶展位置处的前缘设计成凹凸结构，并通过粘接的方式实现前缘凸起结构与风电叶片前缘表面的连接，通过这种方法实现了对流动分离的有效抑制。实现了对流动分离的有效抑制。实现了对流动分离的有效抑制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于仿生凹凸前缘结构的流动分离控制方法


[0001]本专利技术属于工程应用
，具体涉及一种基于仿生凹凸前缘结构的流动分离控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，风力发电的优势被越来越多的人所接受，特别是海上风电的发展，风电机组大型化成为主要的发展趋势。大型风电机组的单机容量更大，单位造价相对更低，并且，大型风电机组能够更好的适应风资源集中分布的资源条件。风电机组大型化使得风电叶片的长度不断增加，叶片的结构强度要求更为突出，在风电叶片在保证结构强度的前提下，仍然具有较好的空气动力学性能是叶片设计过程中一个主要障碍。
[0003]风力机翼型是组成风电叶片的基本元素，其气动性能和流动特性直接影响风电机组的高效、稳定运行。根据风电叶片不同叶展位置处的需求，风力机翼型在设计过程中要对气动力性能和结构性能进行权衡。对于风电叶片靠近叶尖侧区域的翼型，气动力性能要比结构性能更为重要，大都采用高升阻比的薄翼型，以此来获得良好的气动性能，提高叶片的风能利用效率。而风电叶片叶展中部区域以及靠近叶根侧区域的翼型，对结构强度的要求更高，采用厚度较大翼本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于仿生凹凸前缘结构的流动分离控制方法，所述方法用于控制风电叶片叶展中部及叶根区域流动分离，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1：测试仿生凹凸前缘风力机翼型的气动性能；S2：通过对风力机翼型的气动性能做预测来对气动性能进行优化，得到凹凸前缘结构尺寸；S3：结合风电叶片设计平台，设计风电叶片并完成校验；S4：根据S2获得的凹凸前缘结构尺寸，制作凹凸前缘结构，将所述凹凸前缘结构安装在S3获得的风电叶片上。2.根据权利要求1所述的基于仿生凹凸前缘结构的流动分离控制方法，其特征在于，所述仿生凹凸前缘结构为周期性分布的正弦规律变化的凸起前缘结构。3.根据权利要求1所述的基于仿生凹凸前缘结构的流动分离控制方法，其特征在于，所述S1包括如下步骤：S1.1：针对风电叶片叶展中部以及叶根区域的叶段，提取原始风力机翼型，并对其进行改型设计；S1.2：将翼型前缘改型成为具有凹凸前缘结构的大厚度仿生风力机翼型，获取该仿生风力机翼型的气动力性能。4.根据权利要求3所述的基于仿生凹凸前缘结构的流动分离控制方法，其特征在于，所述风力机翼型的相对厚度不小于40％。5.根据权利要求1所述的基于仿生凹凸前缘结构的流动分离控制方法，其特征在于，所述凹凸前缘结构尺寸包括幅值和波长，所述幅值为凸起前缘的高度，所述波长为凸起前缘的宽度。6.根据权利要求5所述的基于仿生凹凸前缘结构的流动分离控制方法，其特征在于，所述S2包括：S2.1：将每一个凹凸前缘结构简化为小尺寸的三角翼模型，所述三角翼模型的高度与展长对应凹凸前缘的A与波长λ；S2.2：利用三角翼理论推导每一个凹凸前缘产生的升力与阻力；S2.3：根据S2.2获得的每个凹凸前缘产生的升力与阻力计算凹凸前缘结构产生的总升力系数与总阻力系数；S2.4：根据原始翼型气动力变化规律确定失速攻角，获得失速前和失速后的整体升力系数与阻力系数的计算公式，根据该计算公式优化气动性能，得到凹凸前缘结构尺寸。7.根据权利要求6所述的基于仿生凹凸前缘结构的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张一楠，张明明，廖猜猜，秦志文，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：