基于结构改善的螺旋型风力机优化设计

发布时间：2020-04-23 12:07

【摘要】：风能是因空气流做功而提供给人类的一种可再生能源,取之不尽,用之不竭,而且绿色无污染。化石能源的枯竭以及环保意识的提高使得大力发展风电被写入了我国十三五规划当中。虽然目前水平轴风力机的研究更为普遍,但垂直轴风力机以其独特的优势,如:噪音低,结构简单,任意风向发电等引起了学者关注。提高垂直轴风力机的风能利用率成为研究的重点。本文采用CFD技术,以螺旋型垂直轴风轮为研究对象,分析增加叶尖小翼对气动性能的影响,得出小翼提高风能利用率的特性。本文首先对风力机的基本理论和空气动力学理论进行研究,为后续数值模拟计算奠定理论基础。构建叶尖小翼和螺旋型风力机的三维模型,分别在不同工况下对有无小翼风轮进行对比,研究其风能利用率和压力场的变化趋势;在单因素试验研究基础上,对带不同参数小翼的风轮进行对比,确定小翼的最优参数。本文为研究添加叶尖小翼对螺旋型垂直轴风力机气动性能的影响提供了有效的参考方法,所得结果对于带小翼风力机叶片的设计和叶尖小翼实际应用研究具有重要的参考价值和实际工程意义。
【图文】：

法：一种方法是涡方程，，以势涡理论为基础；一种是流管模础。其中流管模型又可分为：单盘单流管模型、单盘多流管模型等。其中双盘多流管模型是目前己知的对垂直轴风力机熟的模型。涡模型是一种比较复杂的模型，通过一些函数，，基本可以实现对风轮气动性能的精确研宄，而流管模型相为经过了一些理想化的假设和忽略，不同状况下的结果与实出入，但是应用范围更广。但是流管模型相比较涡模型而言是在风轮处于小速比范围内的时候，此时由于叶片攻角变化时，容易出现前缘分离现象，这会导致涡模型难以收敛，所－？般采用流管模型。本章主要对贝兹理论、叶素理论、流管研宄思考。逡逑机的基本理论逡逑兹理论逡逑

１９１９年，艾伯特贝兹提出了旋转风轮效率的理论猜想［４（）］。依据物理学中经逡逑典的质量守恒、动量守恒和能量守恒三大定律，可以推断出，风轮从流过的空气逡逑中吸收的能量不会超过其中全部动能的５９．３％。推导过程如图２－１所示：逡逑根据上图我们做出合理假设，以简化验证过程：逡逑１．
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK83

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨从新;李寿图;王秀勇;;不同小翼对H型垂直轴风力机叶片压力分布的影响[J];太阳能学报;2015年11期

2 周培蕊;;风电机组叶片气动控制技术浅析[J];风能;2015年10期

3 张庆阳;郭家康;;世界风能强国发展风电的经验与对策[J];中外能源;2015年06期

4 代元军;汪建文;赵虹宇;吴伟民;;不同叶尖小翼对风力机叶尖尾迹区域噪声影响的实验研究[J];太阳能学报;2015年04期

5 时文刚;;风电机组叶尖小翼提效技术综述[J];风能;2015年03期

6 王长路;王伟功;张立勇;乔雪涛;;中国风电产业发展分析[J];重庆大学学报;2015年01期

7 杨振涛;汪建文;东雪青;高志鹰;罗坤;张立茹;;小翼对风力机叶尖涡运动轨迹的影响研究[J];工程热物理学报;2014年12期

8 沈昕;陈进格;刘鹏寅;竺晓程;杜朝辉;;小翼对风力机气动性能的影响[J];太阳能学报;2014年02期

9 邓飞;王佳;冯潇涛;原晓刚;;翼尖小翼对H型垂直轴风机气动性能的影响研究[J];机械设计与制造;2013年09期

10 张立茹;汪建文;曲立群;吴克启;;风力机叶尖有无小翼三维流场的数值研究[J];太阳能学报;2011年11期

本文编号：2637708