厚尾緣翼型在兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組葉片上的應(yīng)用(圖表)

　　1.2 數(shù)值方法
　　采用NUMECA 商用軟件包FINE/TURBO 進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。該軟件采用時(shí)間相關(guān)法求解雷諾平均的N-S 方程，中心節(jié)點(diǎn)的有限體積法離散， 顯式Runge-Kutta 法求解，全多重網(wǎng)格初場(chǎng)處理和多重網(wǎng)格迭代加速，以及低速流動(dòng)的預(yù)處理技術(shù)等。
　　結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格由Auto Grid 模塊自動(dòng)生成。圖2 給出計(jì)算域網(wǎng)格及翼型周圍的局部放大圖，計(jì)算域尺度為60 倍翼型弦長(zhǎng)，翼型周圍網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)為275，網(wǎng)格總數(shù)約15萬(wàn)，Y+小于3。

　　計(jì)算域外邊界設(shè)為遠(yuǎn)場(chǎng)條件，給定來(lái)流速度，靜壓和靜溫等，壁面為絕熱無(wú)滑移條件。計(jì)算全局殘差收斂到5 個(gè)量級(jí)以上。
　　湍流模型采用AGS 模型。
　　2. 計(jì)算結(jié)果及分析
　　2.1 計(jì)算結(jié)果確認(rèn)

　　對(duì)DF-003-300-DU、DF-002-350-DU、DF-001-400-DU3個(gè)翼型在不同攻角下進(jìn)行數(shù)值模擬，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比， 如圖3 所示， 其中“exp”表示翼型的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，翼型名稱表示模擬結(jié)果，以下各圖相同。
　　從圖3 可以看出，3 個(gè)翼型數(shù)值計(jì)算的升力系數(shù)與阻力系數(shù)與實(shí)驗(yàn)值趨勢(shì)一致，大部分區(qū)域吻合良好，確認(rèn)了線性段數(shù)值計(jì)算的可靠性；隨著相對(duì)厚度的增大，數(shù)值模擬的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值的吻合度越來(lái)越低，這是由于選取了相對(duì)厚度較大的3 個(gè)翼型進(jìn)行數(shù)值模擬，而大厚度翼型在CFD 計(jì)算又是一個(gè)難點(diǎn)，計(jì)算很難收斂，本文選用AGS 模型進(jìn)行計(jì)算。在小攻角的工況下，AGS 模型能夠得到與實(shí)驗(yàn)值較為一致的計(jì)算結(jié)果，這是由于在附著流中，轉(zhuǎn)捩的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式能夠較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)捩；隨著攻角的增加，流動(dòng)變?yōu)榉蛛x流，由于現(xiàn)有的轉(zhuǎn)捩預(yù)測(cè)模型對(duì)分離流預(yù)測(cè)的并不理想，因此，數(shù)值計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值誤差較大。同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)翼型表面粗糙度以及實(shí)驗(yàn)空氣流場(chǎng)粘度、密度的影響等，使模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值之間會(huì)產(chǎn)生差別。