风力机翼型的气动性能模拟与优化设计

发布时间：2021-01-11 06:08

　　风力发电是通过叶轮捕捉风能,将风能转换为机械能,继而转换成电能,因此叶片是风力发电中能量转换的主要部件,而翼型是构成叶片的基本元素。因此,翼型性能的优劣直接影响风力机能量转换的效率。高性能翼型的优化与设计对目前高速发展的风电产业有重大意义。本文采用商业软件Fluent对NREL的风力机翼型S809进行了数值模拟,得出DDES模型精度较高的结论,提出采用tsst湍流模型对DDES湍流模型的升力系数进行修正的方法,为风力机翼型的气动设计提供了更精确的检测手段。选用DU91-W2-250翼型作为研究对象分别进行了优化与设计工作。首先,采用CST参数化方法和翼型几何特征参数方法选取控制翼型几何外形的变量,改变变量产生新的翼型;然后用气动性能分析软件进行求解计算,获得新翼型的气动参数;最后利用遗传算法对气动分析软件进行调用,搜寻设计空间的最优解,得到需求的翼型。优化得到了气动性能优于DU 91-W2-250翼型的新翼型。设计了30%相对厚度的Z17-300翼型,与DU 97-W-300翼型比较,新翼型在满足几何兼容性等条件的同时还具有更加优良的气动性能。本文为大型风力机翼型的优化和新翼型的开发提... 

【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

000—2015年全球新增装机容量

000—2015年全球累计装机容量

图 1-3 2015 年新增装机容量排名前 图 1-4 2015 年累计装机容量排名前十的国家及占比 十的国家及占比我国地域辽阔，风能资源丰富的地区主要有三北地区、青藏高原腹地以及东

【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑层流分离的低速风力机翼型气动性能研究[J]. 唐新姿,黄轩晴,孙松峰,彭锐涛.  动力工程学报. 2017(01)
[2]弹丸旋转空气动力效应非定常数值模拟[J]. 刘周,谢立军,杨云军,周伟江.  航空学报. 2016(05)
[3]雷诺数对DU系列翼型气动性能的影响[J]. 贾亚雷,韩中合,李鹏,韩旭.  机械设计与制造. 2015(11)
[4]尾缘加厚的DU系列翼型气动性能数值分析[J]. 徐浩然,杨华,刘超.  农业工程学报. 2014(17)
[5]基于RANS-LES混合方法的翼型大迎角非定常分离流动研究[J]. 刘周,杨云军,周伟江,龚安龙.  航空学报. 2014(02)
[6]外形参数化方法对气动优化过程的影响[J]. 尹强,高正红.  科学技术与工程. 2012(14)
[7]尾缘厚度对风力机翼型气动特性影响参数化研究[J]. 马林静,陈江,杜刚,曹人靖.  太阳能学报. 2010(08)
[8]风力机翼型前缘表面粗糙度对气动性能影响[J]. 包能胜,倪维斗.  太阳能学报. 2008(12)
[9]翼型改型对超临界翼型气动性能影响的数值研究[J]. 陆超,徐志晖,张广.  沈阳航空工业学院学报. 2008(05)
[10]增大叶片弯度提高风力机性能的实验研究[J]. 申振华,于国亮,申鸿烨,朱文祥.  太阳能学报. 2007(08)

博士论文
[1]大型风力机翼型气动性能优化研究[D]. 徐浩然.扬州大学 2015
[2]世界能源问题与中国能源安全研究[D]. 陆胜利.中共中央党校 2011

硕士论文
[1]风力机翼型表面粗糙度对翼型气动性能的影响[D]. 饶帅波.兰州理工大学 2011
[2]水平轴风力机专用翼型族的设计及其气动性能研究[D]. 李宏利.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2009



本文编号：2970240