風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)

1、二維空氣動(dòng)力學(xué)葉片細(xì)長(zhǎng)，展向速度遠(yuǎn)小于流向速度；二維流動(dòng)ThereactingforceF:作用力升力系數(shù)、阻力系數(shù)、力矩系數(shù)均是攻角a,雷諾數(shù)Re馬赫數(shù)M的函數(shù)升力L:垂直于來(lái)流；升力系數(shù)：在a達(dá)到一定值前，升力系數(shù)隨攻角線性變化，斜率大約為2排/rad;失速后，升力系數(shù)以一個(gè)非常幾何依賴性的方式下降；阻力D:平行于來(lái)流；阻力系數(shù)在小攻角時(shí)幾乎是一個(gè)常數(shù)，但是在失速后迅速增大；對(duì)于阻力系數(shù)，當(dāng)雷諾數(shù)達(dá)到一定值時(shí)，雷諾數(shù)對(duì)其的影響很小。升力阻力方向力矩M作用點(diǎn)1/4弦長(zhǎng)處；力矩系數(shù)雷諾數(shù)的影響主要和翼型邊界層發(fā)生層流到湍流轉(zhuǎn)變的點(diǎn)有關(guān)；翼型的失速依賴于幾何形狀；薄翼型的前緣曲率大，比厚翼型更易

2、發(fā)生失速。如果分離發(fā)生在翼型后緣，并且隨著攻角的增加變化緩慢，這是一個(gè)平緩的失速；但是如果分離開(kāi)始于翼型的前緣，整個(gè)邊界層可能隨著升力的突然下降而同時(shí)發(fā)生分離。粘性邊界層的性質(zhì)非常復(fù)雜，和翼型的曲率、雷諾數(shù)、表面粗糙度，高速時(shí)的馬赫數(shù)都有關(guān)系。層流翼型三維空氣動(dòng)力學(xué)定量的描述流體流管三維翼，展向升力分布對(duì)上游流動(dòng)及當(dāng)?shù)赜堑挠绊?翼是有限長(zhǎng)度，以翼型為截面，上下表面存在壓力差從而產(chǎn)生升力的橫梁;尾渦小攻角，無(wú)粘，Laplace方程、Kutta-Joukowski一個(gè)強(qiáng)度為的渦線代替翼型；小攻角時(shí)，3維翼產(chǎn)生的升力用一系列展向的渦線模擬（附著渦）；尾渦模擬三維翼產(chǎn)生的渦流層。由Biot-Sava

3、rt定律知，自由渦在任意展向誘導(dǎo)產(chǎn)生一個(gè)向下的速度分量J-fi/加怕cfR*Egk次第，成后廠口Asrmaqmuhiflgandr/rtp/irxrW。用尤tin1d創(chuàng)M.H而版在旋轉(zhuǎn)的葉片失速后，科氏力及離心力邊界層分離中起著重要的作用；在分離的邊界層中，相對(duì)于離心力，速度和動(dòng)力都比較小，離心力式流體沿展向流向葉尖；科氏力產(chǎn)生順壓力梯度使流向葉尖的流體向尾緣偏離；科氏力和離心力改變了失速后二維翼型的數(shù)據(jù)風(fēng)力機(jī)后的渦系由于水平軸風(fēng)力機(jī)有旋轉(zhuǎn)的葉片組成，那么必然存在與線性平移翼相似的渦系。在轉(zhuǎn)子后自由渦的渦層是螺旋向的；強(qiáng)葉尖渦位于轉(zhuǎn)子尾流的邊緣，根部渦主要位于轉(zhuǎn)軸的軸線上。這個(gè)渦系誘導(dǎo)產(chǎn)生了和

4、風(fēng)方向相反的軸向速度，產(chǎn)生了和轉(zhuǎn)輪葉片旋轉(zhuǎn)方向相反的切向速度分量注意研究對(duì)象，研究對(duì)象不同，力方向不同軸向誘導(dǎo)速度、周向誘導(dǎo)速度Figure3.9Radialcutina2向turbinethawingairfoilsr.R理想風(fēng)力機(jī)的一維動(dòng)量理論通過(guò)轉(zhuǎn)輪的流線轉(zhuǎn)子前后軸向速度、壓力分布轉(zhuǎn)輪（阻力裝置）使風(fēng)速下降velocitxrFigure4.1qfthestreamlinespatthenjforanJtheaxiidanti叩anddmirnsiTeumofr/acnjfor丁=像出(4.1)(44)來(lái)流圓環(huán)控制體，動(dòng)量方程j派P.國(guó)六工W嵐lya+DLux,義z)pvdA=七十5x14

5、3)周向誘導(dǎo)因子4,11)dP=m:七a必口helIkXinKpcbaly.liguri*33TbMHfn/ijL.如匕吟md;TpacC-口用。+CrGin/andC=Qiiii0-&8*葉片實(shí)度：1%dr田Rotorplanen?r.一RotorplaneLkHUUllJEILliLiLgUl/liaJLLKinpuEimt1u卜磊豪(6周(6.9)g12)(6】3)(6.IS)dT=(6.19)(6.20)dTfpBsin*616.21)p&Ws)Ml+心心血sin力cosb(6.22)tlM-rBpTdr.由式（6.21）和（6.4）(6.23)(6.24)4sin0+i戊:fe1_由式（6.22）和（6.5）4sin9cos01sC迭代方法求軸向誘導(dǎo)因子a、周向誘導(dǎo)因子a1、假設(shè)a=a=0;2、利用（6.7）求入流角。；3、計(jì)算當(dāng)?shù)毓ソ恰保?、根據(jù)翼型空氣動(dòng)力學(xué)特性曲線得到葉素的升力系數(shù)和阻力系數(shù)5、由（6.12）（6.13）計(jì)算葉素的法向力系數(shù)和切向力系數(shù)6、由（6.23）（6.24）計(jì)算新的a、a7、比較新計(jì)算的a和a值與前一次值，如果誤差小于設(shè)定值，迭代結(jié)束；否則繼續(xù)步驟（2）繼續(xù)迭代。8、計(jì)算葉片每部分的當(dāng)?shù)剌d荷以上是BEMT