模拟S809风力发电机叶片翼型冬季结冰现象,将笛卡尔坐标系下的覆冰外形转换至极坐标,并拟合此范围内的覆冰增长公式.模拟及公式拟合结果表明在一定温度范围内,拟合公式可以有效预测覆冰增长量,对比冰厚比表达方式,此方法可以更准确表征覆冰程度;气动特性对比结果显示在一定攻角范围内叶片结冰将导致叶片气动性能提升.

对经典风力机叶片翼型NREL S809的覆冰过程和翼型覆冰前后的气动性能进行了研究。利用FLUENT软件自带的离散相模型DPM及用户自定义函数UDF,求解出翼型表面的水滴运动轨迹方程、水滴的撞击极限和局部收集系数;选用经典的Messinger积冰传热模型计算积冰厚度,得到积冰形状;并分析在不同的攻角下,洁净翼型与覆冰翼型的气动性能。研究指出,覆冰导致翼型的气动性能发生畸变,升力系数下降,阻力系数上升,升阻比减小,升阻比最大降幅达到85.97%;覆冰后的翼型会提前进入失速区,破坏了翼型原有的流线,会造成翼型空气动力特性恶化。