Изучение влияния некоторых геометрических преобразований задней кромки профилей на их аэродинамические характеристики

Цель работы - определить, каким образом геометрические преобразования задней кромки профилей влияют на аэродинамические параметры. Рассмотрены такие преобразования, как утолщение задней кромки и ее закругление. Проведен расчет характеристик профилей Wortmann FX 63-137, NACA 23024 и Clark Y, оценено влияние преобразований задней кромки на их аэродинамические характеристики при числах Рейнольдса от 200000 до 1000000. Показано, что утолщение задней кромки приводит к увеличению коэффициента силы сопротивления до достижения некоторого зависящего от профиля числа Рейнольдса, после чего происходит его уменьшение. При этом наблюдается увеличение коэффициента подъемной силы. Закругление задней кромки приводит к уменьшению как подъемной силы, так и силы сопротивления и может способствовать улучшению аэродинамического качества профиля при некоторых углах атаки. Полученные данные могут быть применены при производстве лопастей с использованием рассмотренных профилей.

крыльевой профиль, преобразования задней кромки, аэродинамические характеристики, коэффициент подъемной силы, коэффициент лобового сопротивления, airfoil, trailing edge transformations, aerodynamic parameters, lift coefficient, head drag coefficient

1. Минайлос, А. Влияние толщины профиля и задней кромки на поле течения и аэродинамические характеристики треугольного крыла малого удлинения при числе М = 3 / А. Минайлос // Ученые записки ЦАГИ. - 1976. - Т. 7, №. 5. - C. 9-14.

2. Thompson B. E. Flow-around airfoils with blunt, round, and sharp trailing edges / B.-E. Thompson, J.-H. Whitelaw // Journal of aircraft. - 1988. - Vol. 25, iss. 4. - P. 334-342.

3. Van Dam, C.-P. Trailing edge modifications for flatback airfoils / C.-P. Van Dam, D.-L. Kahn, D.-E. Berg ; Sandia National Laboratories. - Albuquerque ; Livermore : Sandia National Laboratories ; Wind Energy Technology, 2008. - 23 p.

4. Murcia, J.-P., Pinilla Á. CFD Analysis of Blunt Trailing Edge Airfoils Obtained with Several Modification Methods / J.-P. Murcia, Á. Pinilla // Revista de Ingenierı́a. - 2011. - Iss. 33. - P. 14-24.

5. Sant, R. Influence of open trailing edge on laminar aerofoils at low Reynolds number / R. Sant, L. Ayuso, J. Meseguer // Journal of Aerospace Engineering. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part G. - 2012. - Vol. 227, iss. 9. - P. 1456-1467.

6. Selig, M.-S. Wind tunnel aerodynamic tests of six airfoils for use on small wind turbines / M.-S. Selig, B.-D. McGranahan // Journal of solar energy engineering. - 2004. - Vol. 126, iss. 4. - P. 986-1001.

7. A review on small scale wind turbines / A. Tummala [et al.] // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2016. - Vol. 56. - P. 1351-1371.

8. Kong, C. Structural investigation of composite wind turbine blade considering various load cases and fatigue life / C. Kong, J. Bang, Y. Sugiyama // Energy. - 2005. - Vol. 30, iss. 11. - P. 2101-2114.

9. Timmer, W. Thick airfoils for HAWTs / W. Timmer, R. van Rooy // Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. - 1992. - Vol. 39, iss. 1. - P. 151-160.

10. Grasso, F. Development of Thick Airfoils for Wind Turbines / F. Grasso // Journal of Aircraft. - 2013. - Vol. 50, iss. 3. - P. 975-981.

11. Piccirillo, A.-C. The Clark Y airfoil: A historical retrospective / A.-C. Piccirillo // SAE transactions. - 2000. - Vol. 109, iss. 1. - P. 1016-1036.

12. Ganis, M. L. CFD Analysis of the Characteristics of a Shrouded Turbine / M.-L. Ganis. - Hamburg : Diplom.de, 2003. - 73 p.

13. Spalart, P.-R. A one equation turbulence model for aerodinamic flows / P.-R. Spalart, S.-R. Allmaras // Recherche Aerospatiale. - 1994. - Iss. 1. - P. 5-21.

14. Атмосфера стандартная. Параметры. ГОСТ 4401-81 / Государственный комитет СССР по стандартам. - Москва : Изд-во стандартов, 1981. - 179 с.