逆风条件下柔性风帆性能的流固耦合研究

[目的]柔性风帆在风载荷下易发生非线性大变形,风帆形状会影响风帆周围的气流特性,为此研究柔性风帆变形对空气动力学性能的影响.[方法]开展柔性风帆变形的流固耦合研究.建立柔性风帆的初始形状模型和材料模型,采用显式有限元分析程序AUTODYN解决柔性风帆非线性大变形问题,构建变形后的风帆形状.利用STAR-CCM+软件预测初始风帆和变形风帆性能.[结果]结果表明,相对风向角为20°的逆风条件下,变形风帆的迎风面整体压力值增大,背风面后缘附近产生的流动分离更严重,拱度增大带来的升力增大效应相对较小,因此升力整体减小.[结论]柔性风帆变形的流固耦合研究适用于精确评估或者优化风帆性能.