[发明专利]用于翼型的涡流发生器装置

说明书

本发明描述了一种用于翼型（50）的涡流发生器（100）的特定装置。涡流发生器（100）设置成对，优选在风力涡轮机叶片（10）上，其中通过根据特定特征布置涡流发生器，提供了优于现有技术的系统的叶片性能上的令人惊讶的改善。

技术领域

本发明涉及翼型中的涡流发生器的装置，特别是在风力涡轮机叶片上。

背景技术

在风力涡轮机叶片空气动力学中，边界层分离在翼型轮廓经历相对较高的冲角时发生，这能引起附着的气流从翼型的吸力侧的分离。此类边界层分离导致由翼型生成的升力的减小。

涡流发生器在风力涡轮机叶片上使用，以便当叶片的空气动力轮廓由入射的气流冲击时引起湍流的气流涡流。这些涡流的产生用于延迟附着的气流从空气动力轮廓的分离，从而改善用于较宽范围的冲角的叶片性能。

由Godard等人所著的2006年的论文[G. Godard和M. Stanislas；Control of adecelerating boundary layer. Part 1: Optimization of passive vortexgenerators; Aerospace Science and Technology 10(2006)181-191]（《航天科技》2006年第10卷的181-191页收录的G. Godard 和 M. Stanislas所著的《减速边界层的控制，第一部分：被动涡流发生器的最优化》）呈现了翼型上的对于一连串涡流发生器对的最佳布置，且已经被看作是限定的标准布置方案。

参看图4，Godard描述了用于在翼型(例如，风力涡轮机叶片)上使用的一排成对的三角形涡流发生器或VGs 100。成对的VGs布置在翼型的吸力侧上，在纵向方向上沿翼型的至少一部分延伸。各对VGs均包括设在彼此附近的第一涡流发生器102和第二涡流发生器104。独立的VGs 102、104具有朝翼型的前缘布置的第一端102a、104a，以及朝翼型的后缘布置的第二端102b、104b。

VGs 102、104具有直角三角形轮廓，所述三角形轮廓的第一直角边（leg）形成附接到翼型的表面上的VG的基部，而所述三角形轮廓的第二直角边在VG的所述第二端处从基部伸出。所述轮廓的斜边从基部处的VG的第一端延伸至VG的第二端的远侧点。

各个对100的VGs 102、104从翼型上的入射流(由箭头A指出)的方向偏斜从各自的第一端朝第二端测得的角β，使得相邻的VGs的第一端形成VG对的较窄的相对会聚的端，且相邻的VGs的第二端形成VG对的较宽的扩散端。

在Godard的研究中，其中：

l为VGs的基部的长度；

s为VG对中的第一和第二VGs的各自的第二端之间的距离；

h为VG对中的VGs的第二端的高度；以及

z为相邻的VG对的第一与第二VGs之间的标称中心线之间的距离，

发现对于具有一排VG对的翼型的最佳性能具有以下条件：

l / h = 2

s / h = 2.5

z / h = 6

β = 18 degrees。

VG对的Godard构造已经被当作用于翼型上的涡流发生器对的现有技术的装置。

发明内容

作为实验的结果，令人惊讶的是，已经得出用于翼型（特别是用于风力涡轮机叶片）的涡流发生器对的改进的构造。