大型垂直轴风力机气动特性及其浮式基础的水动力特性分析

发布时间：2021-07-24 08:50

　　海上浮式风电是新能源开发利用的重要方向。相较于水平轴风力机,垂直轴风力机以无复杂的偏航对风系统,发电设备位于塔筒底部,制造工艺简单,运维方便,噪音污染小等独特优势备受青睐。本文以5MW大型垂直轴风力机及其半潜式浮式基础为研究对象,考虑空气流动的剪切效应,以海洋环境风速廓线为数值风洞入口边界条件,基于STAR-CCM+软件平台,采用CFD方法对5MW垂直轴风力机进行气动特性研究。通过功率系数、切向力系数、法向力系数和叶片表面压力系数等分析剪切流和均匀流的差异;针对有无塔筒的风力机模型,研究塔影效应对大型垂直轴风力机发电功率的影响;通过改变塔筒直径,以转矩系数、叶片表面风压分布变化规律和速度涡结构云图揭示塔筒大小对塔影效应的影响。基于势流理论,采用ANSYS/AQWA软件,以DeepCWind半潜式浮式基础为对象,针对上部垂直轴风力机处于停机状态工况,研究在不同入射角和不同锚链长度下浮式基础的纵荡、纵摇的变化,以系泊力和系泊刚度角度分析锚链张力、卧链长度的变化。对半潜式浮式基础施加周期性外部转矩载荷,研究外部转矩对浮式基础纵荡、纵摇和艏摇运动的影响。 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

016年世界主要国家风电装机增量状况

图 1-2 2011-2016 年我国海上风电装机量情况-2 2011-2016 years of offshore wind power loading in

图 1-3 世界各国海上风电发电量分布Fig.1-3 Distribution of wind power at sea in the w海洋浮式风电系统是我国“十三五”计划中有助于大力推进我国沿海地区的能源产业

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]垂直轴风力机非定常气动特性数值模拟[D]. 左薇.华北电力大学 2015

硕士论文
[1]水平轴风力机塔影效应的数值模拟研究[D]. 丁勇钢.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2009
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本文编号：3300341