风力机空气动力学-翼型动力学2课件.pptVIP

上式称为升力公式，它虽是用无限矩形翼推导出来的，但同样适用于各种平面形状有限长机翼。从公式可以看出机翼升力大小与相对气流的动压成正比，与机翼面积成正比，与升力系数成正比。 　 升力系数的大小综合地反映了迎角，翼型等因素对升力的影响，一般由实验测定。从实验结果看，相对弯度大的机翼，其升力系数大，这里因为相对弯度大，上下翼面流管的变化大，上下压力系数的差值就大。 华北电力大学 风能专业课程《风力机空气动力学》 §1：空气动力学基础? §翼型空气动力特性 翼型的升力特性：用升力系数CL随攻角α变化的曲线（升力特性曲线）来描述。如图所示 华北电力大学 风能专业课程《风力机空气动力学》 * 。 §1：空气动力学基础? §翼型空气动力特性 华北电力大学 风能专业课程《风力机空气动力学》 * §1：空气动力学基础? §翼型空气动力特性 当攻角不大时，升力系数基本上随攻角的增大而正比例增大； 当攻角较大时，升力系数随攻 角增大时的趋势减弱，曲线得平缓； 当攻角增大到一定值，即临界 角攻角时，升力系数将随攻角的增大而减少。 升力系数随攻角的变化规律，可以从左图的流线谱和压强分布随攻角的变化中得到解释， 攻角不大时，机翼后缘的涡流还小，对机翼流线谱的影响不大，上下表面的压力系数基本上随攻角成比例变化； 当攻角较大时,后缘涡流区增大到开始影响流线谱和压强分布.升力系数随攻角增大的比较缓慢， 当攻角等于临界迎角时，后缘涡流区迅速扩大，气流已不能平顺地流过机翼上表面；压力系数(绝对值)急剧减少，升力系数下降。 华北电力大学 风能专业课程《风力机空气动力学》 §1：空气动力学基础? §翼型空气动力特性 (二)表征翼型升力特征的几个参数 1．零升力迎角 升力系数为零的迎角，称为零升力迎角，记作 。不同翼型的零升力迎角的大小是不同的，主要是随翼型的相对弯度而变化。相对弯度　大， 的绝对值也大，对称形翼型的 等于零。 2．临界迎角和最大升力系数( Clmax )。 在翼型的升力特性曲线上，当升力系数从零增加时，出现的第一个局部最大值，称为最大升力系数。最大升力系数所对应的迎角，称为临界迎角。 华北电力大学 风能专业课程《风力机空气动力学》 §1：空气动力学基础? §翼型空气动力特性 　　影响最大升力系数 　的因素很多，主要是翼型的相对弯度、最大弯度位置、厚弦比、前缘半径等。实验表明，相对弯度较大的翼型，最大升力系数较大，同一相对弯度，最大弯度位置在15％左右时， 　最大，对普通翼型，厚弦比在9—14％范围内， 　最大。 3．升力系数曲线斜率( ) 升力系数曲线斜率是指改变单位迎角时，升力系数 的相应的改变量，即 　　　，如翼型、飞行M数一定时， 也可以写成 　　在中小迎角范围内，由于翼型上表面的气 流分离还不显著， 与 成线性关系， 　等于常数，每个翼型的精确值应由实验确定。若已知 可用下式估算中小迎角范围内的 。 　　 翼型的阻力 翼型的阻力包括摩擦阻力和压差阻力： 摩擦阻力：根据以前所说的有关气体粘性及低速附面层的知识，我们知道，空气流过机翼时，由于空气有粘性，在贴近机翼表面的地方形成附面层。在附面层内．特别是附面层底层有显著的速度梯度，因此在机翼表面就存在摩擦力，其方向切于物面。机翼表面各处摩擦力在相对气流方向上的投影的总和，就是整个机翼的摩擦阻力。 压差阻力：空气流过机翼的过程中，在机翼前缘受到阻挡，流速减慢，压强增大；在机翼后缘，压强减少，特别是在较大迎角下，由于气流分离形成涡流区，在涡流区内压强减少较多，这样，机翼前后便产生压强差，形成阻力，这种阻力叫做压差阻力 华北电力大学 风能专业课程《风力机空气动力学》 §1：空气动力学基础? §翼型空气动力特性 翼型的阻力特性：即可以用翼型阻力系数随攻角变化的阻力特性曲线描述，也可以用翼型阻力系数随翼型升力系数变化的极曲线来表示。 华北电力大学 风能专业课程《风力机空气动力学》 * 两个特性参数：最小阻力系数CDmin及对应攻角αCDmin §1：空气动力学基础? §翼型空气动力特性 阻力系数曲线 阻力系数是随着迎角的增大而不断增大的。在小迎角下，阻力系数较小，且增大得较慢，此时翼型阻力主要是摩擦阻力，随着攻角的增大，翼型表面发生流动分离，压差阻力在总阻力中所占的比重逐