近日,由德克薩斯農(nóng)工大學(xué)(Texas A&M)、加州大學(xué)戴維斯分校(UC Davis)和桑迪亞國家實驗室(Sandia)合作開展的風(fēng)電葉片前緣磨蝕項目第二階段風(fēng)洞測試正在啟動。在2012年,桑迪亞國家實驗室通過其葉片可靠性合作項目,與一家風(fēng)電運營商和一家風(fēng)機制造商合作,研究了葉片前緣磨蝕對風(fēng)電機組性能的影響效果。作為氣動研究的一部分,Sandia對葉片前緣磨蝕導(dǎo)致的表面粗糙度進行了描述,量化了磨蝕導(dǎo)致的性能衰減,并開發(fā)了預(yù)測磨蝕對機組發(fā)電量影響效果的模型。為實現(xiàn)這些目的,研究人員通過風(fēng)洞測試和合作建模開發(fā)了一個針對風(fēng)電機組葉片的表面粗糙度誘導(dǎo)邊界層轉(zhuǎn)捩的預(yù)測模型。
第一階段的測量與建模工作主要針對規(guī)模應(yīng)用于風(fēng)電機組葉尖的NACA64-418翼型,該翼型的厚弦比為18%??拷~根的翼型較厚,其氣動性能與靠近葉尖的較薄的翼型存在顯著的差異。由于缺少表面粗糙度和磨蝕對較厚翼型影響的重要實驗數(shù)據(jù),因此需要采集這些數(shù)據(jù)來校準(zhǔn)應(yīng)用于葉根附近的模型。第二階段的研究工作則是通過風(fēng)洞實驗來仿真葉根附近氣流狀態(tài),對翼型截面的氣動性能進行測量。厚弦比為24%的SERI S814翼型以其在程序驗證中優(yōu)異的性能,和已發(fā)布的轉(zhuǎn)捩數(shù)據(jù)的可用性被選為實驗翼型。風(fēng)洞實驗?zāi)P偷闹圃旆椒ú捎昧艘环N創(chuàng)新的多步驟流程,通過紅外熱成像法來提高定位轉(zhuǎn)捩點的能力。
圖1、葉片前緣加工過程

圖2、葉片內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖3、葉片側(cè)面結(jié)構(gòu)

圖4、用于風(fēng)洞實驗的葉片成品