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风力的研究与开发

From Windpower Guided Tour

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风能的研究与开发

对于风机制造商而言,研究和开发风机的基本目标是能够制造更有成本优势的风机。

基本气动研究

转轮叶片周围气流的计算机仿真照片© Risoe国家实验室, 丹麦
风机工程师使用例如失速技术,飞行器设计者尽量不惜代价避免失速。失速是很复杂的现象,因为它涉及到风机转轮叶片三维的气流。(例如,离心力会引起气流使空气分子沿着转轮叶片,从其根部向叶尖快速运动)。

气流的三维(3D)计算机仿真应用于航空工业,因此风机研究人员必须开发新的方法以及计算机仿真模型,来处理这些问题。

计算流体动力学,或CFD,是一组方法,处理例如风机转轮叶片周围的模拟气流。

图片显示了风机转轮叶片周围的气流和压力分布向左运动的计算机仿真。

气动改进装置

航空工业知名的大量技术,越来越多地被应用于提高风机的转轮性能。

一个例子是涡流发动生器,是很小的翼,常常只有大约0.01米(0.4英寸)高,安装于航空机翼的表面。这些翼交替地向左和向右轻微偏斜少许角度。这些翼在机翼表面引起湍流空气中的微弱涌流。这些翼的间隔很精确,保证机翼后缘的湍流层自动消散。

(照片
好奇的是,这种微小湍流的创造可以防止航空机翼在低风速时失速。

风机叶片接近叶片根部剖面较厚的地方,甚至在低风速都倾向于失速。

结果是,在一些最新的转轮叶片上,你可能发现沿着叶片背后约为一米的一段,装备了大量的涡流发生器。

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