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正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)根據(jù)
　　3．1．2節(jié)中選取的Savonius風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片的四個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)，即葉片重疊比說(shuō)、葉片高徑比胛、葉片扭角a和葉片弧度臼，對(duì)它們進(jìn)行合理的水平選取，最終選取如表4．1所示的參數(shù)水平，其中葉片扭角僅的4個(gè)水平是依據(jù)4．2節(jié)中所得到的扭角分布范圍60。～1200來(lái)進(jìn)行選取的。試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)合理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，最終確定如表4．2所示的Savonius風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)的正交試驗(yàn)表。對(duì)16組不同參數(shù)組合的風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片分別進(jìn)行數(shù)值模擬仿真試驗(yàn)，并對(duì)數(shù)據(jù)及流場(chǎng)細(xì)節(jié)進(jìn)行分析。
　　4．2．2正交試驗(yàn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)曲線對(duì)比
　　利用Fluent輸出的torque文件對(duì)表4—2所示的16組試驗(yàn)中Savonius風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片的動(dòng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行處理，由于不同組試驗(yàn)的結(jié)構(gòu)參數(shù)不同，僅利用動(dòng)轉(zhuǎn)矩不能準(zhǔn)確描述不同葉片的動(dòng)轉(zhuǎn)矩輸出性能，根據(jù)式(2．6)計(jì)算出葉片在不同時(shí)刻的動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)Cr，利用Origin軟件對(duì)一個(gè)周期內(nèi)各離散點(diǎn)的動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)CT進(jìn)行擬合，采用B—Spline樣條曲線對(duì)各離散點(diǎn)進(jìn)行擬合，得到如圖4—8所示的擬合曲線。由圖4—8所示的16組試驗(yàn)中Savonius風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)曲線的變化趨勢(shì)可以發(fā)現(xiàn)，除了試驗(yàn)2、試驗(yàn)5、試驗(yàn)9、試驗(yàn)15的動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)在一個(gè)周期內(nèi)出現(xiàn)兩次波谷，其他組試驗(yàn)的動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)在一個(gè)周期內(nèi)均只出現(xiàn)了一次波谷，其變化趨勢(shì)大致相同。所有試驗(yàn)的動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)基本都分布在0．20到0．45之間，不同組試驗(yàn)之間風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片的動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)的差別較為明顯，其中試驗(yàn)6、試驗(yàn)9和試驗(yàn)15的葉片動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)分布較低，平均值在0．25以下；試驗(yàn)3、試驗(yàn)4、試驗(yàn)7、試驗(yàn)8、試驗(yàn)12的葉片動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)分布較高，平均值在O．35以上，但震蕩幅度相對(duì)較大；值得注意的是，試驗(yàn)2和試驗(yàn)11所示的動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)在平均值較高的條件下，震蕩幅度較低，對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的Savonius風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片動(dòng)轉(zhuǎn)矩輸出性能較為理想。
　　4．2．3基于動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)極差的直觀分析
　　Savonius風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)單周期內(nèi)的動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)極差可以反映動(dòng)轉(zhuǎn)矩震蕩幅度的大小，動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)極差越大，動(dòng)轉(zhuǎn)矩震蕩幅度越大，葉片對(duì)旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的沖擊越大，容易造成風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的疲勞受損，降低風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)使用壽命。因此，應(yīng)該根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)選取動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)極差較小的風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)。由圖4．8可以定性的分辨不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的Savonius風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片的動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)震蕩幅度的大小，本節(jié)以動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)極差為評(píng)價(jià)指標(biāo)，根據(jù)正交試驗(yàn)的直觀分析方法，研究各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)于動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)極差的影響程度及影響規(guī)律。
　　表4—3為Savonius風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)于動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)極差的直觀分析表，根據(jù)直觀分析表可以對(duì)各結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行定量分析。由表4．3中所示的極差可以確定Savonius風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)極差的影響程度為葉片扭角驢葉片弧度診葉片重疊比OL>葉片高徑比4尸，下面分析各因素的影響規(guī)律。根據(jù)表4—3中各結(jié)構(gòu)參數(shù)在各自不同水平得到的動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)極差的4個(gè)均值(1)葉片扭角a對(duì)動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)極差的影響規(guī)律由圖4-9(a)可以看出動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)極差隨著扭角a的增大出現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，在所選取的4個(gè)扭角值內(nèi)，扭角為80。時(shí)動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)極差達(dá)到了最小值，扭角為100。和120。