發(fā)布時(shí)間：2024-06-30 18:02

　　由于地面黏度和地形粗糙度的作用,使得靠近地面的大氣邊界層處存在較大的風(fēng)力梯度,該梯度作用于葉片上將產(chǎn)生葉片的轉(zhuǎn)矩變化和俯仰力矩,從而導(dǎo)致輸出功率的減少。為了提高輸出功率,提出了一種基于馬格努斯效應(yīng)的階梯型葉片。在整個(gè)研究中,將階梯型葉片簡(jiǎn)化為分段自旋的圓筒,以NACA4418葉型作為對(duì)比研究對(duì)象。利用葉素動(dòng)量理論對(duì)兩種葉片進(jìn)行分析與計(jì)算,研究表明:大氣邊界層的存在導(dǎo)致傳統(tǒng)葉片的輸出功率減少10%,而用階梯型葉片代替?zhèn)鹘y(tǒng)葉片,其輸出功率將增加近70%。同時(shí)采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)進(jìn)行模擬計(jì)算,計(jì)算結(jié)果表明,傳統(tǒng)葉片效率損失估計(jì)在4%⁵%,而階梯型葉片效率反而增至60%。

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【部分圖文】：

圖1馬格努斯效應(yīng)原理圖

圖3Chiral葉片的葉素構(gòu)成2基于BEM設(shè)計(jì)與分析

)式中:U∞和ρ分別為來(lái)流速度和密度。圖1馬格努斯效應(yīng)原理圖大氣邊界層中，平均風(fēng)速隨高度發(fā)生變化，其變化規(guī)律稱為風(fēng)剪切或風(fēng)速廓線，風(fēng)速廓線可采用對(duì)數(shù)律分布或者冪函數(shù)分布，如圖2所示。圖2大氣邊界層中風(fēng)速變化的規(guī)律根據(jù)式(1)可以看出，升力的大小主要取決于來(lái)流速度和圓柱體的結(jié)構(gòu)尺寸....

圖4葉片的幾何示意圖其功率系數(shù)可以表示為:

圖4葉片的幾何示意圖其功率系數(shù)可以表示為:CP=Pr12ρAU3#=4(1－a)2a(6)由此，可以計(jì)算出風(fēng)輪掃掠面積A:A=2PrρCPU3#(7)因此，風(fēng)輪半徑Ｒ可以表示為:Ｒ=Aπ槡(8)氣動(dòng)力開始處的半徑Ｒ為1/4葉輪半徑處，葉素的展長(zhǎng)b為:b=Ｒ－Ｒ0N(9)式中:N為....

圖5馬格努斯風(fēng)機(jī)葉素氣流速度和氣動(dòng)力組成［11］在葉輪旋轉(zhuǎn)平面上的圓柱葉片的徑向位置處的速

a'1+a'=σCLcosφi－CDsinφi()4sinφicosφi(13)a1－a=σCLsinφi+CDcosφi()4sin2φi(14)C1=CLcosφi+CDsinφi(15)C2=CLsinφi－CDcosφi(16)2.2Chiral葉片的BEM分析為了便于計(jì)....

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