Savonius风机气动增效的曲—直集风流动控制

发布时间：2020-09-14 20:46

　　本文以提升传统Savonius阻力型风机启动性能与发电效率为目标,提出了Savonius型风机曲-直增效方法,通过基于计算流体动力学的数值模拟与风洞试验开展了风机曲-直增效有效性的研究,并通过数值模拟探讨了Savonius型风机曲-直增效流动控制机理。首先,以提高传统Savonius阻力型风机风能利用效率为目标,通过分析传统Savonius型风机的工作方式及增效模式,提出了Savonius型风机曲-直集风增效流动控制方法。然后,以开展Savonius型风机曲-直集风增效数值模拟与试验研究为目的,研究建立基于计算流体动力学的Savonius型风机静、动力特性数值模拟方法,并通过与已有试验结果的对比验证本文数值计算方法的有效性,并研究建立Savonius阻力型风机静力特性的风洞试验测试方法与试验系统。之后,通过开展曲-直集风板下的Savonius型风机静力矩特性与动力矩特性的数值模拟与风洞试验,验证了曲-直集风板对于改善风机气动性能的有效性。数值与试验结果表明:所有型号的曲-直集风板均可以有效地提升传统Savonius型风机的静力矩和风能利用率,其中处于最佳安装角度下的Curtain-c对风机气动性能的提升效果最为明显,使风能利用率从原来的20%提升至了30.3%。最后,通过流场数值模拟探讨了Savonius风机曲-直集风增效流动控制机理。研究表明:曲-直集风板可以有效地控制风吹向风力机的凹叶片,抑制风吹向风机的凸叶片,增加凹叶片周围的空气流量和速度,从而使得风力机总体的正力矩得到了较大幅度的提升,改善了传统风力机出现负力矩的缺陷。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TK83

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