水平轴风力发电机尾流效应的研究

发布时间：2024-07-11 00:50

　　随着科学技术的发展,传统能源短缺日益严重。风能作为清洁能源是未来世界能源发展的必然趋势,风力发电也成为全球商业化利用最好的可再生能源之一。风力发电机由水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机组成,水平轴风力发电机包括水平轴直驱式风力发电机和水平轴双馈式风力发电机,目前水平轴直驱式风力发电机使用最为广泛。而风力机风轮旋转会产生尾流效应,风力机的尾流场由近尾流场和远尾流场组成,近尾流场影响风电机组工作状态导致运行寿命下降,远尾流场影响风力发电机输出功率。本文结合实测实验方法与模拟实验方法研究风力机尾流效应影响以及尾流场中风轮叶片压力变化规律。本文研究的主要内容:1.分析了水平轴风力机空气动力学,包括基础理论、空气动力学参数等,并以此为基础完成风力机三维整机建模,研究了翼型几何特征、叶片叶素翼型空间坐标点等,并对风力机前期实验数据进行预测,为后面实验做准备。2.运用实测实验方法研究风力机不同布局方式的尾流效应,完成单台风力机、双台串联风力机、双台错排风力机尾流效应实验布置三维建模。利用多普勒测风雷达对不同布局方式风力机尾流场不同截面进行测量,包括单台风力机、双台串联风力机、双台错排风力机尾流效应实...

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 本课题研究背景及意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 本文研究主要内容
    1.5 本文研究技术路线
    1.6 本章小结
第二章 水平轴风力机空气动力学与整机三维建模
    2.1 风力机空气动力学基础理论
        2.1.1 贝茨理论
        2.1.2 叶素理论
        2.1.3 涡流理论
    2.2 风力机空气动力学参数
        2.2.1 风力机几何参数
        2.2.2 叶片空气动力设计参数
    2.3 水平轴风力机三维建模
        2.3.1 翼型几何特征
        2.3.2 叶片叶素截面翼型空间坐标点
        2.3.3 风力机三维建模
    2.4 风电场前期实验参数预测
    2.5 本章小结
第三章 水平轴风力机尾流效应实测实验研究
    3.1 实验原理及实验设备
        3.1.1 实验原理
        3.1.2 实验设备
    3.2 水平轴风力机尾流效应实测实验结果分析
        3.2.1 单台风力机尾流效应实测实验
        3.2.2 双台串联风力机尾流效应实测实验
        3.2.3 双台错排风力机尾流效应实测实验
    3.3 本章小结
第四章 水平轴风力机尾流效应流固耦合模拟实验与验证
    4.1 单台风力机尾流效应流固耦合模拟实验与验证
        4.1.1 三维流场建模及网格划分
        4.1.2 实验结果分析
        4.1.3 模拟实验与实测实验结果验证
        4.1.4 结论
    4.2 双台串联风力机尾流效应流固耦合模拟实验与验证
        4.2.1 三维流场建模及网格划分
        4.2.2 实验结果分析
        4.2.3 模拟实验与实测实验结果验证
        4.2.4 结论
    4.3 双台错排风力机尾流效应流固耦合模拟实验与验证
        4.3.1 三维流场建模及网格划分
        4.3.2 实验结果分析
        4.3.3 模拟实验与实测实验结果验证
        4.3.4 结论
    4.4 本章小结
第五章 水平轴风力机尾流效应叶片压力实验研究
    5.1 叶片压力实测实验研究
        5.1.1 实验设备和实验步骤
        5.1.2 实验结果分析
        5.1.3 结论
    5.2 叶片压力流场流固耦合研究
        5.2.1 三维流场建模
        5.2.2 网格划分与边界条件设置
        5.2.3 风轮表面压力结果分析
        5.2.4 叶片流场压力结果分析
        5.2.5 结论
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 本文展望
参考文献
致谢
作者简介
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本文编号：4004990