浮式风力机水池模型试验叶片设计方法研究
发布时间：2020-09-18 20:32
近年世界风电市场发展迅猛,伴随着陆地有限的优质风场资源开发殆尽,海上浮式风力机正成为各国风电的重点研究方向。浮式风力机相较于陆地或近海的固定式基础风力机更加复杂,有着更高的技术要求,从概念的提出到实用必须经过模型试验测试。本文讨论解决浮式风力机模型试验中的一项关键性难题:几何相似模型叶轮的推力远小于相似理论要求的推力,导致无法准确模拟风力机推力及其响应。本文研究的解决方法是重新设计一款与原型叶轮推力相似的模型叶片进行模型试验。本文分析原型与模型叶片之间的尺度效应,讨论了几何相似模型叶轮推力过小的原因。模型叶片设计过程从选定设计翼型开始,根据模型试验的缩尺比,评估模型叶片工作的雷诺数环境,利用2D RANS方法计算翼型升阻力系数,并与翼型风洞试验数据对比验证了数据的可靠性。本文采用BEM理论和GDW理论进行模型叶片的载荷计算,以模型叶片几何参数作为自变量,利用FAST对两种理论的代码实现,在MATLAB中通过模式搜索法工具包搜索变量,直至达到设计目标。最后得到分别使用两种理论设计出来的两套模型叶片。利用CFD对两套叶片进行建模计算,结果显示这两套叶片均表现出色。通过模型叶片在不同桨距角下推力系数曲线图谱,确定各试验工况模型叶片的桨距角,保证原型叶轮和模型叶轮推力系数相同。本文的浮式风力机模型试验叶片设计方法可以大幅提升模型叶片性能,满足试验要求,具有很强的实用性,对相关风力机模型试验研究者有很大参考指导意义。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM315
【部分图文】：
图 1-1 全球风电装机累计容量Figure 1-1 Global wind power installed capacity此外，经过多年发展，风力机发电技术正不断成熟，其发电成本也在不根据英国 FCBI 能源公司最新报道，北美风力发电的平准价格在 2017 年%，根据区域不同价格在 30 至 60 美元每千千瓦时之间[6]，甚至已经低于能源发电的成本，如图 1-2 所示。
图 1-1 全球风电装机累计容量Figure 1-1 Global wind power installed capacity此外，经过多年发展，风力机发电技术正不断成熟，其发电成本也在不断降低。根据英国 FCBI 能源公司最新报道，北美风力发电的平准价格在 2017 年下降了 6%，根据区域不同价格在 30 至 60 美元每千千瓦时之间[6]，甚至已经低于各种传统能源发电的成本，如图 1-2 所示。
Figure 1-2 Levelized cost comparison of several plant type我国政府同样重视风电的发展，尤其是在近年来减少煤炭消费呼声高涨染十分严重的情况下，利用清洁能源发电很大程度上缓解了火力发电的国《电力发展“十三五”规划（2016—2020）》中明确提出，到 2020 年在总发电结构中限制在 11 亿千瓦以下，而风电累计并网装机容量则要确.1 亿千瓦以上，其中海上风电并网装机达到 500 万千瓦以上，新增容量增容量的 57%，风电发电量占总发电量的 6%。和国外发达国家相比，我电占总能源消耗比例仍然过小，在将后来一段时间里风力发电仍会保持的态势。图 1-3 显示的是近年来我国风力发电入网的电量增长情况和占全国总发例情况。中国风电占总发电量的占比逐年增加，其中在 2016年达到了 4.为我国的第一大新能源发电种类[7]。
本文编号：2822141
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM315
【部分图文】：
图 1-1 全球风电装机累计容量Figure 1-1 Global wind power installed capacity此外，经过多年发展，风力机发电技术正不断成熟，其发电成本也在不根据英国 FCBI 能源公司最新报道，北美风力发电的平准价格在 2017 年%，根据区域不同价格在 30 至 60 美元每千千瓦时之间[6]，甚至已经低于能源发电的成本，如图 1-2 所示。
图 1-1 全球风电装机累计容量Figure 1-1 Global wind power installed capacity此外，经过多年发展，风力机发电技术正不断成熟，其发电成本也在不断降低。根据英国 FCBI 能源公司最新报道，北美风力发电的平准价格在 2017 年下降了 6%，根据区域不同价格在 30 至 60 美元每千千瓦时之间[6]，甚至已经低于各种传统能源发电的成本，如图 1-2 所示。
Figure 1-2 Levelized cost comparison of several plant type我国政府同样重视风电的发展，尤其是在近年来减少煤炭消费呼声高涨染十分严重的情况下，利用清洁能源发电很大程度上缓解了火力发电的国《电力发展“十三五”规划（2016—2020）》中明确提出，到 2020 年在总发电结构中限制在 11 亿千瓦以下，而风电累计并网装机容量则要确.1 亿千瓦以上，其中海上风电并网装机达到 500 万千瓦以上，新增容量增容量的 57%，风电发电量占总发电量的 6%。和国外发达国家相比，我电占总能源消耗比例仍然过小，在将后来一段时间里风力发电仍会保持的态势。图 1-3 显示的是近年来我国风力发电入网的电量增长情况和占全国总发例情况。中国风电占总发电量的占比逐年增加，其中在 2016年达到了 4.为我国的第一大新能源发电种类[7]。
【参考文献】
相关期刊论文 前7条
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相关硕士学位论文 前1条
1 杜炜康;浮式海上风力机试验模型叶片优化设计与性能研究[D];上海交通大学;2014年
本文编号：2822141
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