风电叶片除冰改造表面走线对气动性能影响研究

陈威 杨建军 肖智龙 朱加凯

摘 要：为了研究风电叶片后期加热除冰改造過程中从叶片表面走线对叶片气动性能的影响，该文基于NACA4412翼型，使用二维计算仿真的方式模拟了在翼型表面不同位置走线方式对翼型气动性能的影响。先用Profili导出的翼型几何数据和升阻扭力系数等基础数据，再使用ANSYS-FLUENT进行仿真计算，将计算结果与Profili结果进行对比，验证所建翼型计算模型；修改几何数据，建立凸点，使用建立的仿真模型对含凸点的翼型进行计算。结果表明：风电叶片后期加热除冰改造从吸力侧近后缘走线对翼型气动性能影响最小，从前缘走线影响最大。

关键词：风电 叶片 除冰 翼型 仿真

中图分类号：TK83 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）08（c）-0089-04

Abstract： For study aerodynamic of wind power blade which has power line on its surface to dicing by electric heating， Based on airfoil of NACA4412， effect of lying power line on surface of blade was simulated. Profili was used to export geometry、lift coefficient、drag coefficient and pitch coefficient， ICEM was used to compute grid， ANSYS-FLUENT was used to simulate. The result of simulation was used to compare with Profili data to verify the module. The verified module was used to simulate the convex which cause by power line. The results show that lying power line of heating deicing on suction side has least influence on aerodynamic of airfoil， and lying on lead has greatest influence.

Key Words： Wing turbine； Blade； Deicing； Airfoil； Simulation

随着化石能源日益枯竭及其带来的污染，人们越来越重视环保型的可再生能源，而风力发电因其单位功率合理，绝对的零污染等优点正成为新能源演进的重要趋势[1]。目前三叶片垂直风机是风电行业主流，叶片在低温、高湿环境下转动，其表面易结冰[2]，从而造成叶片气动外形、载荷的改变，进而降低机组发电量及运转的安全性[3，4]。

由于风电行业前几年的爆炸式迈进，前期各整机厂及叶片厂对叶片结冰没有足够重视，没有在前期设计中将抗结冰、除冰纳入考虑。目前主流的抗结冰、除冰方式有贴膜、叶片内部空气加热、叶片表面贴加热膜[5]及更该机组控制策略；从目前实践中，叶片表面加热除冰是最高效及安全的。

主要研究目前主流的叶片表面加热除冰后期改造中，加热电源及传感器线从叶片表面走线对叶片气动性能带来的影响；……