小型风力机设计及风轮气动性能的数值研究

发布时间：2020-12-10 12:54

　　本文以10KW小型定桨距风力机为研究对象,利用Fluent流体计算软件,对风力机专用翼型及风轮的气动特性进行了数值模拟研究。主要完成了以下几方面的工作：分别选用S-A.RNGκ-ε、κ-ωSST三种湍流模型对S827、S832翼型的绕流流动进行了数值计算,通过与实验数据的对比,研究了不同湍流模型对风力机翼型气动性能的预测能力,以确定适合于本文流动问题的湍流模型。采用数值模拟方法分析了NACA和NREL两个系列的五种风力机翼型的气动特性,结果表明：针对S系列翼型,翼型弯度相近时,随着翼型厚度的增大,对应同一攻角的翼型升力系数有所提高,同时翼型上下面的压差阻力也增大,使得翼型的升阻比有所降低,但与薄翼型相比,较厚翼型的最佳升阻比攻角范围较宽；在适当攻角范围内,增加翼型弯度,可以提高翼型的升力系数及升阻比,使得翼型具有较宽的高升阻比范围,但是超过一定攻角范围时,翼型弯度较大的却容易发生流动分离,翼型气动性能下降；NREL风力机专用翼型较传统翼型更能满足气动性能的要求,并且翼型具有较高的能量转换效率。基于Wilson理论进行了10KW小型定桨距风力机叶片的气动设计,考虑了叶尖损失、叶根损失以及... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

采用二阶迎风格式。连续性方程、各个运动方程以及其他方程的计算收敛误差均设定为lxe一。设置残差监视器以及升阻力系数收敛监测窗口，直到全部收敛。图3一6是NACA23O15、2.、、产、，产011‘Qd/‘、了、了t、(4)(5)(6)(7)(8)

图3一11不同攻角下翼型表面压力系数分布图 F19.3一 11Pressureeoeffieientsdistributingontheairfoilunderdifferentangleofattaek由图3一n可看出，当翼型处于小攻角a<5o时，翼型压力面高压部分集中在翼型头部较小的范围。当攻角在5o一160范围时，翼型压力面正压力较高，吸力面负压绝对值也较高，压力面与吸力面的压差较大，使得翼型具有较高的升力及升力系数。当攻角在160一200范围时，翼型吸力面的负压绝对值开始减小，同时压力面正压增加缓慢，压力面与吸力面的压差降低，翼型的升力系数也随之降低。由流体力学理论可知，升力主要由翼型压力面与吸力面的压差造成的，摩擦力的影响作用很小，而阻力是由压差阻力与摩擦阻力两部分组成

【参考文献】：
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硕士论文
[1]基于S823/S822翼型小型风力发电机叶片气动特性的数值模拟[D]. 马鹏.广西大学 2008
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本文编号：2908729