带小翼的风力机叶片气动性能的数值模拟及其优化

发布时间：2020-09-14 14:33

　　本文利用计算流体软件FLUENT对风力机叶尖加与不加V型平板或S型平板小翼的动力放大特性进行了研究。首先,利用数值模拟探讨了小翼不同安装角、不同偏航角的变化等对风力机性能的影响。计算结果和Shimizu.Y.教授的实验结果进行比较,发现二者基本吻合,但在个别点存在一定的误差;其次,对本课题组自行设计的叶片及100W风力机进行了小翼在不同长度和宽度、小翼的不同前张角和后张角时的状况的数值模拟,得出小翼的最优尺寸为V6.8*3.2,最优角为前张角α=15°,后张角β=20°,并且得出了小翼尺寸和前后张角对风力机动力放大的影响规律,计算结果与实验结果进行了对比且结果吻合,再次证明了模拟计算的可靠性。计算是基于N-S方程,采用3维稳态隐式解法;湍流模型选择k-ε及k-ωSST模型;离散方法为二阶迎风格式;压力-速度耦合采用SIMPLE算法。为叶片及小翼的整体优化提供了依据。
【学位单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：TK83
【部分图文】：

风轮,受力分析,概念,尖速比

第二章基础理论A——风轮的扫风面积，2mV——上游风速，m/s叶尖速比（尖速比）λ风轮的尖速比是风轮的叶尖线速度和来流风速之比。用λ表示。尖速一个重要设计参数。2 Rn60vV V= =πλ （v－叶片尖端线速度，m/s ；V－来流风速，m/s ；n－风轮转速，r/min ；R－风轮转动半径，m 。

湍流模型,湍流

2.3 湍流模型的分析比较2.3.1 湍流模型的基本概念湍流流动是自然界常见的流动现象，在多数工程问题中流体的流动往往处于湍状态，湍动特性在工程中占有重要的地位。因此，湍流研究一直被研究者高度重视但由于湍流本身的复杂性，直到现在仍有一些基本问题尚未解决。观测表明，湍流带有旋转流动结构，这就是所谓的湍流涡（turbulent eddies简称涡（eddy）。从物理结构上看，可以把湍流看成是由各种不同尺度的涡叠合而的流动，。大尺度的涡破裂后形成小尺度的涡。较小尺度的涡破裂后形成更小尺度涡。机械能就转化（或称耗散）为流体的热能。同时由于边界的作用、扰动及速度度的作用，新的涡旋又不断产生，这就构成了湍流运动。2.3.2 湍流模型的基本方程组

叶片造型

加或者不能生成网格）上有很大的不了简化模型及减少计算的时间，采用化的轮毂，而对于风力机的其余部分的风力机是两个叶片的，所以我们采以了。型顺序为：(FX74C16140)数据（见附录 1）输截面的大小和角度，对翼型整体坐并根据确定的角度进行旋转。各截面上的点，得出各截面图形。片的大体隆扩。 Skin Surface 形成侧面，再生成截的叶片体。

【引证文献】