《基於電漿激勵器的風力機葉片流動控制機理及最佳化》是依託南京航空航天大學，由鐘偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於電漿激勵器的風力機葉片流動控制機理及最佳化
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鐘偉
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
流動控制能夠減緩大型風力機氣動載荷進而實現輕量化設計，介質阻擋放電（DBD）電漿射流是這方面極具套用前景的一項新技術。本項目以CFD仿真、遺傳算法和風洞實驗為手段，以平板、翼型和旋轉葉片為對象，開展DBD激勵器的流動控制及最佳化設計研究。首先研究平板上DBD激勵器射流的流場特性，並以此為依據修正CFD仿真程式中的體積力模型；其次結合多目標遺傳算法和CFD仿真方法，建立針對葉片載荷控制的DBD激勵器最佳化設計方法；接下來基於最佳化設計成果開展翼型上流動控制和葉片上載荷控制的CFD仿真及風洞實驗研究；最后綜合分析相關流動控制機理。項目的創新性體現在：①將DBD激勵器的流動控制對象從翼型拓展至水平軸風力機葉片；②建立針對風力機葉片載荷控制的DBD激勵器多變數多目標最佳化設計方法；③在流動控制機理上獲得深刻而全面的新認知。研究成果將為高效低載的大型風力機葉片創新設計提供理論和方法支撐。
結題摘要
流動控制能夠減緩大型風力機氣動載荷進而實現輕量化設計，介質阻擋放電（DBD）電漿射流是這方面極具套用前景的一項新技術。本項目以CFD數值模擬和風洞實驗為主要手段，以典型風力機翼型和旋轉葉片為對象，開展DBD激勵器的流動控制研究。針對廣泛用於風力機葉片設計的DU25和DU40翼型開展了數值模擬與風洞實驗研究。進行了多個迎角下的壓力分布測量和流場顯示，檢驗了DBD激勵器的流動控制效果。建立了DBD激勵器用於風力機旋轉葉片流動控制的實驗平台，完成了對其控制效果的演示驗證。研究結果表明，DBD激勵器對於不同厚度的風力機翼型都能夠一定程度抑制流動分離和失速，用於風力機旋轉葉片的流動控制也是有效的。本項目實現了DBD激勵器這一新穎的流動控制方法在風力機翼型和葉片上的研究和控制效果檢驗，為風力機葉片載荷的動態控制提供了新手段。
