水平轴风力机叶片的翼型气动特性研究

发布时间：2020-11-14 22:51

　　 水平轴风力机是当前应用最有效的风力发电装置,为了提高风力机的风能利用效率,缩短叶片的研发周期,本文对水平轴风力机叶片的气动特性进行了系统研究,并提出改进翼型的构造措施。 首先采用计算流体力学软件-Fluent,对水平轴风力机某翼型进行了数值模拟,模拟结果与实验数据进行了比较,找出了适合风力机模拟的湍流模型。 其次对传统水平轴风力机使用较多的NACA系列翼型进行数值模拟,得出该翼型的气动特性,以及翼型几何参数对气动性能的影响,然后计算了翼型添加Gurney襟翼和不同角度襟翼时的升阻力特性。数值模拟结果表明,在风力机翼型尾部添加襟翼,均能够提高翼型的最大升力系数和升阻比,而Gurney襟翼的增升效果与其高度密切相关。 第三,根据影响风力机气动特性的因素对NACA74-315翼型进行改型,并对原型和4种改型翼型进行数值模拟,结果表明在所计算的各迎角、各风速下,改型后升阻比都得到明显提高,尤其是尖尾缘改型的升力系数和升阻比最大。 最后文中还着重总结了动量-叶素理论方法,这种方法在动量理论和叶素理论设计方法的基础上发展而成。动量-叶素理论方法在进行叶片外型设计和叶片气动特性计算都涉及到干涉因子,文中重点对设计和计算情况下的干涉因子进行处理,并引入叶尖修正因子模型进行修正,从而建立叶片气动性能计算模型。选择NACA74-315翼型和尖尾缘改型这两种型并由此来设计叶片的外型和进行气动特性的比较,得出尖尾缘改型的气动性能要优于NACA74-315翼型的结论。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TK83
【部分图文】：

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文轴风力发电机风力机的叶片围绕一个水平轴旋转，工作时叶片的旋数少的风力机通常称为高速风力机，一般叶片取为 1～。由于其叶片数很少，它在高速运行时有较高的风能高。在输出同样功率的条件下比低速叶片要轻很多， 为水平轴高速风力机。叶片多的风力机通常称为低速24，它在低速运行时有较高的风能利用系数和较大的启动风速低，因而适用于抽水、磨面等。图 1-2 为一水平轴风力发电机是当今风力发电机的主要形式，是的风能的转化装置。

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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文侧向推力。对于较大型的风力机，因为受偏转与安全极限种结构形式是比较困难的。S 型风力机风能利用系数低于风力机，在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下提供的功宜用于发电。另一类是利用翼型的升力作功，最典eus）风力机，如图 1-4 所示。它是法国人 G·J·M·D，1931 年取得专利权。当时这种风力机并没有受注意，直油危机后，才得到加拿国家科学研究委员会(National Rese地亚(Sandia)国家实验室的重视，进行了大量的研究。现在要竞争者。
【引证文献】

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1 华欣;海鸥翅翼气动性能研究及其在风力机仿生叶片设计中的应用[D];吉林大学;2013年

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1 徐晓光;风力发电机组刹车系统关键技术研究[D];吉林大学;2012年

2 刘玉荣;家燕羽毛表面结构与翅翼翼型气动特性研究[D];吉林大学;2012年

3 何福添;水平轴风力机叶片的设计及流固耦合计算[D];武汉理工大学;2013年

本文编号：2884039