《科技创新导报》杂志论文发表
《科技创新导报》杂志是经国家科技部和国家新闻出版总署批准，由中国航天科技集团主管, 中国宇航出版社、北京合作创新国际科技服务中心主办的一本高层次的国家级综合性学术期刊。
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目录
信息化工业
试析智能控制及其在火电厂热工自动化的应用 (1)王一男
航空航天科学技术
对民航空管二次雷达系统安全运行的电磁环境分析 (2)潘浩
飞机发动机EGT影响因素的研究 (4)梁继义
工程技术
架空放线地面监控系统 (5)王庆灏;汪利君;郭王朋
对模块化组合式医用气体集中供给系统的研制分析 (7)王成强
浅谈电力信息与电力通信技术的有效融合 (9)宋旅宁
电气工程及自动化控制系统的应用探讨 (11)李爱淑;陆微
采煤机行走轮拔销装置(方头)实践的应用 (12)陈宏庭
BIM-5D技术在工程造价管理中应用探究 (14)朱丹丹
火电机组深度调峰下的宽负荷脱硝 (15)赵日晓
GIS专题地图在油田信息化领域的应用 (17)李晓夏
配电线路故障与预防对策 (18)卢嘉伟
医院电气工程及其自动化的智能化技术应用分析 (20)杨勇
10kV配网线损分析及降损措施 (21)刘志彬
翼型多种流动控制方式的仿真与分析 (23)潘文静
生态砌块挡墙在河道护岸中的应用 (24)孙长彬
浅析煤矿机电运输存在的隐患与防治对策 (26)任泽
桥梁支座病害成因分析及防治措施
范文
翼型多种流动控制方式的仿真与分析
潘文静(福建福清核电有限公司 福建福州 350000)
摘 要：当今的风电领域，风力发电机的气动性能以及在机组翼形流动控制方面的问题依然是阻碍风电技术向前快速发展的障碍物。因此，研究、修正风力发电机叶片的翼型形状，从而进一步优化其气动性能已经成为了提高风力发电机风能利用系数、大幅度降低风力发电成本的最根本且最有效的措施。本文旨在探究风力发电机翼型附近的流场分布。选用S809翼型，用ANSYS Fluent软件分别模拟干净的翼型、传统襟翼翼型和格林襟翼翼型的二维流动状况，进一步分析其流动控制的优缺点，对比其升阻力系数的变化等。所得结果在风力发电机翼型种类的选择和研究两个方面可以作为有效的
参考依据。
关键词：风力机 流动控制 数值模拟 S809翼型
中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)10(c)-0023-02
1 二维翼型的形状及网格划分
针对S809型号下干净的翼型、传统襟翼翼型（襟翼偏转角度为15°）、格林襟翼翼型（h=2%C）进行了数值模拟计算。根据S809翼型的数据，使用ICEM CFD前处理软件分别建立出三种特定翼型的二维模型以及网格划分。
本文计算中，采用的是C型结构网格，近壁面采用粘性网格，网格量为1.7×105。翼型的上表面和下表面均使用固定壁面边界条件，对上游流入的流体使用速度入口条件，对下游无限远处使用压力出口，其中静压大小为0Pa，凭借对网格的顺时针旋转来改变流动攻角。同时，本次计算中采用SST k-omega模型，翼型弦长是1m，以此弦长为特征长度的雷诺数是，来流风速设为7m/s。
使用Fluent软件进行数值模拟，得出不同翼型的升阻力系数变化和翼型在不同迎角下的流谱、压力云分布等二维流动状况。
2升阻力系数对比分析
在进行Fluent软件数值模拟计算的过程中，凭借对网格的顺时针旋转来改变三种翼型的流动攻角。在攻角为-4°~24°的区间内，对流动攻角每隔2°进行一次旋转。随后通过计算得出三种翼型的升阻力变化系数，最后根据数据绘制出相应特性曲线。
通过三种特性曲线对比可知，干净翼型在攻角为6°时取得最大升阻比为38.82；传统襟翼翼型在攻角为6°时取得最大升阻比为40.45；格林襟翼翼型在攻角为2°时取得最大升阻比为39.44。
对于风力发电机的翼型而言，升阻比的数值愈大，证明其空气动力性能愈好，气动效率愈高。因此，根据数值模拟计算可知，三种翼型中气动性能相对最好、气动效率相对最高的是传统襟翼翼型，其次是格林襟翼翼型，最后是干净的翼型。
3 不同迎角下的翼型压力变化情况
在进行了三种特定翼型的Fluent数值模拟计算后，挑选出几组不同攻角下（0°、4°、8°、10°、16°、24°）的同种
翼型，汇总数据并绘制出压力云分布图，对比并分析干净的翼型、传统襟翼翼型、格林襟翼翼型叶片压力变化情况得到如下结论。
S809干净的翼型其攻角在0°~16°的区间内，随着攻角的增加，翼型下翼面的压力逐步增加，翼型上翼面的吸力逐步增加。翼型前缘和尾缘压力也逐步增加；然而当攻角大于16°后，翼型上翼面的吸力逐步下降，翼型中部和下部的压力也有明显的降低，这是因为干净的翼型在攻角为16°时发生了失速的情况，使得翼型的气动性能和气动效率有了明显的下降；S809传统襟翼翼型其攻角在0°~8°的区间内，随着攻角的增加，翼型下翼面的压力逐步增加，翼型上翼面的吸力也逐步增加，翼型前缘和尾缘压力也逐步增加；然而当攻角大于8°后，翼型上翼面的吸力和下翼面的压力也开始逐步降低，这是因为传统翼型在攻角为8°时发生了失速的情况，使得翼型的气动性能和气动效率有了明显的下降。然而当攻角在10°~24°这个区间的时候，翼型上翼面和下翼面分别所受的吸力和压力不是很稳定，呈先增加后降低的态势；S809格林翼型攻角在0°~10°的区间内，随着攻角的增加，翼型下翼面所受的压力在增加，翼型上翼面所受的吸力也在增加。翼型前缘和尾缘所受的压力同样也在逐步增加；然而当攻角大于10°后，翼型上翼面的吸力逐步下降，翼型下翼面的压力也开始逐步下降，同时翼型中部的压力也有了明显的降低，这是因为格林襟翼翼型在攻角为10°时发生了失速的情况，使得翼型的气动性能和气动效率有了明显的下降。
4 不同迎角下的流谱分析
在进行了三种特定翼型的Fluent数值模拟计算后，挑选出几组不同攻角下（0°、6°、16°、24°）的同种翼型，汇总数据并绘制出速度流线图，对比分析干净的翼型、传统襟翼翼型、格林襟翼翼型流谱变化情况得到如下结论。
S809干净翼型在小攻角和中等攻角时，没有发生翼型分离现象。在攻角为16°时，翼型后缘开始出现分离，并形成了逆时针旋转的涡，翼型开始发生失速现象。在攻角为
(下转25页)
作者简介：潘文静(1993—)，女，汉族，河南驻马店人，硕士，助理工程师，研究方向：能源利用。
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 23
2019 NO.30 科技创新导报
工 程 技 术 Science and Technology Innovation Herald
挡墙基底的承载力达不到承载力的要求，可根据地质情 边坡的稳定，可在相邻两层生态砌块之间增设土工格栅，
况、投资成本、施工条件等情况，选用碎石换填、混凝土 土工格栅宜采用双向聚丙烯土工格栅，其规格为：每延米
预制桩、水泥土搅拌桩、木桩等方式。 拉伸屈服力≥50kN/m，屈服伸长率≤5%，2%伸长率时的
3 特殊部位的施工 拉伸力≥12kN/m，5%伸长率时的拉伸力≥28kN/m。由于砌
生态砌块特殊排水排涝是河道的基本功能之一，沿线 块挡墙安装后，背后填土部位呈现斜面状态，为保证压实
度、便于砌块安装，需同步进行生态砌块和背后填土的施
各雨水管道出水口必然与生态砌块挡墙存在衔接，同时
工。每层砌块分两层填筑压实，铺设土工格栅，然后砌筑
生态砌块挡墙也需要衔接桥梁护坡、护岸线存在曲折线
砌块，紧接着再回填背后填土，依次类推施工到顶层。
形，为此在衔接部位需采取特殊施工方式。与排水口衔接
5 结语
处，多采取现浇混凝土的方式，以达到构造物界限明显，
又能顺畅过渡的效果。与桥梁连接处可采取设置沉降缝 生态砌块挡墙是河道环境整治中热衷采用的新工艺，
或木桩隔离的方法。同样可以加强衔接部位的水土流失、 体现了生态、环保、绿化的理念，得到了普遍的认可。采取
不均匀沉降等问题。对于曲线段落的生态砌块，为保证线 生态砌块挡墙技术，不仅满足防洪排水安全、河道护岸的
形顺畅、呈现圆弧状态，相邻砌块拼装后必然存在一定的 使用安全，也促进了水生植物、陆生植物的重建、河岸线的
缝隙，缝隙宽度在30mm以上时需用混凝土浇灌至螺栓部 改良、汇水区植被的修复构建了良好的生态系统，提升了
位，防止填充的碎石滑落。 水体环境的承载能力。
4 背后填土施工
挡墙背后填土主要是两个部位的填筑，一是基础背后或基础顶回填土方，此部位的回填采取常规结构物分层回填的方式即可。二是生态砌块背后的填筑，此部位回填不得采用粉砂土，宜采取在生态砌块背后填筑1.0m左右宽的级配碎石，后方在再同步填筑壤土或砂壤土，表层采用30cm的粘性土回填，以利于边坡的稳定及陆生植物的生长。对于挡墙坡度较大处的生态砌块，为增强生态砌块和
(上接23页)
16°~24°的区间内，翼型失速现象愈发严重；在攻角为24°时，翼型前缘都已发生分离，并形成旋转方向分别为顺时针和逆时针两个涡；S809传统襟翼翼型在小攻角时，没有发生翼型分离现象。在攻角为6°时，传统襟翼翼型的尾缘气流向上卷起，不过此时通过对其升阻比的分析，它的气动性能与气动效率都为最优。在攻角8°时，翼型后缘逐步发生分离，翼型开始失速。在攻角为8°~24°的区间内，翼型失速现象愈发严重；在攻角为24°时，翼型前缘已发生分离，翼型完全失速，并形成顺、逆时针旋转的两个涡；S809格林襟翼翼型在小攻角时，不会发生翼型分离现象。在攻角为10°时，翼型出现时速现象，并在分离后襟翼的上部形成了一个顺时针旋转的涡。在攻角为10°~24°的区间内，翼型失速现象愈发严重；在攻角为24°时，翼型前缘已发生分离，翼型处于完全失速状态，并形成了旋转方向为逆时针的涡。
5 结语
通过本文的研究分析得出了以下主要结论。
（1）S809干净翼型的失速攻角为16°，传统襟翼翼型的失速攻角为8°，格林襟翼翼型的失速攻角为10°。
（2）三种特定翼型中，传统襟翼翼型的升阻比相对较高，空气动力学性能相对较好，气动效率也相对较高。
（3）二维翼型的表面压力分布对攻角的变化十分敏感，尤其是在翼型吸