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论文以垂直轴风力机适用翼型为研究对象,通过在NACA0018对称翼型尾缘添加襟翼的方式,研究襟翼几何参数对翼型气动性能影响,以及将其应用于垂直轴风力机翼型时的气动性能。基于对垂直轴风力机运行机理的分析,以及对襟翼静态与动态气动性能研究,采用了襟翼摆动的控制策略,达到调节垂直轴风力机流场的目的。本文的主要包括:1.研究背景及基本理论:首先介绍了风力发电的发展背景,垂直轴风力机的优势,尾缘襟翼的发展背景和发展状况;然后对本文的研究思路、CFD数值模拟方法,并对研究所需的控制方程、湍流模型和网格划分等进行了较为详细的阐述。2.以NACA0018为基准翼型,基于S-A湍流模型,针对尾缘襟翼相对长度、翼缝相对宽度和襟翼摆角等几何参数,对襟翼翼型静态气动性能进行了数值模拟。结果表明:襟翼可起到延迟翼型失速的作用;但在襟翼翼型失速前,翼型升力系数均小于基准翼型;在大攻角下翼型前缘上、下表面压差增大、而襟翼部分压差降低;襟翼摆动至大摆角时,襟翼尾缘上表面出现局部高压区,相同攻角下,尾缘涡范围随着襟翼相对长度的增大,而逐渐向翼型尾缘移动。3.针对襟翼相对长度为0.2c(c为翼型弦长)、翼缝相对宽度(1.0%c、1.5%c和2.0%c)和襟翼摆角(5?、10?和15?)进行几何建模,并进行CFD数值模拟,分析襟翼摆动过程对翼型的动态气动性能影响。结果显示:在襟翼摆动振幅相同和摆角相同时,随着翼缝相对宽度的增大,升力系数逐渐减小。当襟翼摆动振幅不同而摆角相同时,翼型升力系数随襟翼摆动振幅的增大而增大。在整个襟翼摆动周期内,翼型上、下表面低压区范围呈周期性的扩大与缩小,上、下表面低压范围保持一个此消彼长的过程:当摆角为正时,翼型下表面低压区范围大于上表面低压区,而在整个摆动过程中,上下表面低压区范围之和,保持基本不变。4.基于襟翼摆角的静态和动态气动特性,对比了当翼缝相对宽度不同时,襟翼控制策略对垂直轴风力机气动性能影响。结果表明:随着翼缝相对宽度的增大,每个周期内转矩系数两个波峰峰值逐渐降低;当襟翼摆角为10°时,选取相对宽度为1.5%c较好,此时不仅保证转矩系数的峰值相对较小,且其值均维持在正值范围内,因此不会对电机作负功。