大型风力机叶片桨距角与风速数值关系的流固耦合分析

发布时间：2021-03-11 05:59

　　风能是一种可持续洁净能源,因此风力发电受到越来越广泛的重视,而叶片是风力机一个非常重要的部件,叶片的气动、结构性能是影响风力机是否正常运行的关键性因素。本文针对大型风力机在失速工况下叶片桨距角的调节问题,研究叶片桨距角调整值与运行风速之间的具体数值关系,为相关工程应用提供理论依据。本文主要研究工作如下:1.以最大相对厚度为约束条件,对翼型NACA63230进行了修型优化,得到翼型NACA63230-mod。采用Wilson法,以风能利用系数最大为求取目标,通过诱导因子的相互约束关系,利用Matlab软件得到叶片沿长度方向多个叶素的弦长、扭角值。结合NACA63230-mod、NACA63421、NACA64215三种翼型数据,利用Solid Works建立了2MW风力机叶片及风轮模型。2.利用Fluent软件分析风力机叶片中三种翼型的失速气动性能,得到多种工况下的升、阻力系数和升阻比。并与Profili软件的计算结果进行比较,以此来检验Fluent仿真的准确性。基于翼型功率系数理论,编制相应Matlab程序,给出了风力机叶片桨距角与风速数值关系的推导方法。利用该方法,推导出5组高风速下... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

004-2015年全球风电装机总容量

图 1-2 2004-2015 年中国风电装机容量我国风力发电起步较晚，但随着国家的大力发展，与世界其它各国相比，近以来常年占据世界风力发电份额比例前列，已然是后来居上。我国 2004 年到15 年风力发电的装机容量如图 1-2 所示[7]。累计装机容量从 2004 年的 74 万 KW展到 2015 年的 14536 万 KW，11 年时间翻了近 200 倍，中国新增装机容量由04 年的 20 万 KW 上升至 2015 年的 3075 万 KW，新增装机倍数翻了 150 多倍。近几年，从 2012 年至 2015 年，观察发现每年的新增装机数量不断提升，表现强劲的发展趋势[8]。我国风电产业的布局明确，进步速度迅猛，确定的 2010 年前完成的风电总装容量计划已经在 2008 年提前完成，公开的《中国风电发展路线图 2050》计划，国风力发电发展布局如表 1-1 所示，由表中数据可看出在 2020、2030 前两个阶，全国风电装机容量分别为 20000 万 KW、40000 万 KW，在 2050 第三个阶段，破 100000 万 KW 大关[9]。

中国未来风电布局是：2010~2020 年的第一风电，陆上风电占总比例的 85%，适当开展近海风电及远海风电；2020~2030 年的第二个阶段，加大在近 15%不变，同时试验小比例的远海风电，主力投入运~2050 年的第三个阶段，全面发展各个地区的风电规相比上个计划，为 10 倍数量级的增加。源中，风力发电的市场前景光明，越来越多的新能源到可持续开发战略计划的首要位置。风力机叶片是风一，它决定着风能利用效率的高低和输出功率的多少值的五分之一[10]。叶片在实际状态中的气动、结构性行的关键性因素，因此对叶片相关性能的研究十分重片的发展方向


本文编号：3075981