水平轴风力机翼型外部流场的数值模拟与气动特性分析

发布时间：2020-09-27 19:51

　　水平轴风力机是当前应用最为广泛的风力发电装置,风力机翼型外部流场的流动特征研究和气动特性分析是水平轴风力机叶片设计最为关键的环节。本文利用计算流体力学软件FLUENT 6.3.2对在风力发电领域应用较为广泛的NACA2412、NACA4412、NACA4415和NACA4418系列翼型的外部流场进行数值模拟,采用Spalar-S.Allmaras湍流计算模型求解该类翼型外部流场在不同攻角下的压力、速度分布。对该类翼型气动特性随攻角变化的规律进行总结,并分析了风速、翼型厚度和弯度的变化对翼型气动特性的影响。在此基础上对原有翼型做出改进并进行数值模拟验证,结果表明,改进后翼型不仅能够获得较高的升阻比,还能在更大的角度范围内正常运行且对于大攻角运行条件具有更强的适应性。
【学位单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2011
【中图分类】：TK83
【部分图文】：

风电,情况

资源的总储量为每年 16 亿 kw，近期可开发的约为 1．6 亿 kW，内蒙古、甘肃等省风能储量居我国前列，年平均风速大于 3m／s 的天数在 200 天以陆地区常年受蒙古高压的影响，蒙古国西北部反气旋南下进入我国境内形坂城、辉腾锡勒、锡林浩特的灰腾梁等富风带，年平均可利用的小时数在。此外，沿海地区夏季由于受到热带气旋的影响，大气与海洋间的能量交换表面平滑，因此产生的风速较内陆增大 2~4m/s。我国东南沿海及附近岛屿、上海、浙江、福建、广东、广西和海南等省(市)沿海近 10 公里宽的地带在 200W/m2米以上。内陆个别地区由于湖泊和特殊地形的影响，形成一些鄱阳湖附近地区和湖北的九宫山和利川等地区[6]。现代风力发电事业基本上开始于 20 世纪 80 年代初，原国家科委和国家计列入国家科技攻关计划并被列入“六五”国家重点项目，先后研制出 50W~种机型，近年来我国风电场建设取得了可喜的进展，目前我国并网型风力分依靠国外政府软贷款协助完成，我国已运行的最大风力机为 1.2MW，装岛风电场。下图为我国 1990~2002 年风电历年装机情况。

结构图,水平轴风力机,结构图

本理论的工作原理及分类统的核心机构，它实现了风能向电能的转电装置，目前已占全部风力发电装置的 9是受风力作用而旋转的风轮，水平轴风力8]。水平轴风力机的风轮围绕一个水平轴轮上的叶片均为径向安装，与旋转轴垂直目较少的风力机在输出同样功率的情况有较高的风能利用系数和较大的转矩，因典型水平轴风力机由叶轮、轮毂、机舱、机、控制屏等操作部件，如图 2.1 所示。

风力机,风轮,塔架,调向

轮与塔架相对位置的不同分为迎风式风力机与顺风式风力的前面迎风旋转,叫做迎风式风力机。风轮安装在塔架的。迎风式风力机必须安装有某种调向装置来保持风轮迎风对准风向,从而免除了调向装置。但对于顺风式风力机,由风轮,这样,塔架就干扰了流过叶片的气流而形成所谓塔影

【参考文献】