[16]。轉捩的發(fā)生對邊界層內流體的運動狀態(tài)有直接的影響，在實際應用中，有時候需要誘導轉捩的發(fā)生，有時需要抑制轉捩的發(fā)生。在風力機葉片上安裝渦流發(fā)生器就是要誘導層流邊界層盡快轉捩成紊流邊界層，利用紊流邊界層較強的抗分離能力抑制或延緩邊界層分離，以此提高風力機的氣動性能，達到增升減阻的效果。1.3邊界層的分離流體流過風機機翼型外表面時，受到機翼外形與外界因素的影響在邊界層外表面上的速度和壓強都不是固定值。根據(jù)流體勢能理論，在圖1.3所示的位置MM'斷面以前，由于流體流動截面逐漸減小，流速逐漸增加，因而壓強逐漸減?。矗藭r存在順壓梯度。在MM'斷面之后，由于流體流動截面逐漸擴大，流速逐漸減小，因而壓強不斷增加（即），此時存在逆壓梯度。所以M'點處必然是速度最大和壓強最小的位置。由于邊界層內沿物面法線方向各點壓力不變，且等于主流壓力，所以機翼表面沿主流流動方向的壓力變化規(guī)律與主流相同。在MM'前，流體所在區(qū)域為加速減壓區(qū)域，流體質點不僅受到摩擦力的影響還受到順壓區(qū)壓力的推動，但由于摩擦力的影響，流體速度增加不多；MM'斷面之后，流體質點進入減速增壓區(qū)，流體的受力情況發(fā)生了變化，流體質點不僅受到摩擦力的阻礙作用還受到逆壓區(qū)壓差的阻礙，且這種阻礙作用的強弱與流體離壁面的距離成反比。在這兩個力的阻礙下，靠近壁面的速度急劇下降，直到SS'處靠近壁面處的流速變?yōu)?，相應的流體質點便停滯不前。與此同時，S點以后邊界層底層的氣流在逆壓區(qū)兩個力的阻礙下開始從后往前倒流，倒流而上的空氣與順流而下的氣流相遇，使邊界層內氣流堆積卷起進而脫落翼面，在主流的作用下脫離的氣流將產(chǎn)生大量的漩渦。漩渦的出現(xiàn)將直接導致邊界層與機翼上表面的分離，這種現(xiàn)象就稱作為邊界層的分離，S點就是分離點。從上述分離過程可知，邊界層氣流分離產(chǎn)生的根本原因是逆壓梯度的出現(xiàn)與空氣的黏性。湍流邊界層內流體流速在各層之間差別較小，層內流體平均動量較大，在逆壓梯度段向前推進能力較強，因此，在相同逆壓梯度的情況下，湍流邊界層不容易發(fā)生流動分離。也就是說，湍流邊界層的分離點相較于層流靠后點。圖1.3翼型表面邊界層分離的形成和演化1.4渦流發(fā)生器的基本原理渦流發(fā)生器是以一固定安裝角垂直布置在風力機葉片表面的擾流器。如圖1.4所示，該擾流器與來流相互作用，在擾流器兩側會形成吸力側與壓力側，在大氣壓強的作用下，會在擾流器周圍產(chǎn)生較強的翼尖渦。由上述分析可知，邊界層分離的根本原因是壁面附近流體動能的衰減，而湍流邊界層中的流體微團的劇烈運動可以增加壁面表面流體的動能，從而將分離點向后推延，減小壓差阻力。渦流發(fā)生器產(chǎn)生的翼尖渦會把邊界層外高能量的流體夾帶入邊界層內，提高邊界層內氣流的動量與能量，使翼型上表面的層流邊界層