水平轴风力机叶片设计及气动性能实验研究
发布时间：2021-05-08 13:54
通过对国内外多种风力机叶片设计思想及设计方法的分析比较,认为Wilson法是目前风力机叶片设计普遍采用的优化设计方法。本课题采用了Wilson法建立数学模型,并用Matlab作为程序设计语言编写风力机叶片的设计程序。该方法考虑有叶梢损失和升阻比对风轮最佳性能的影响,并且比较全面地综合了影响风机叶片性能的各种因素,大大提高了叶片的设计精度。由于风轮经常在非设计工况下运行,计算非设计工况下的特征性能参数对风力机叶片结构设计、电机匹配问题有重要意义。风力机运行环境流场的复杂性,在风力机叶片设计和气动性能计算时往往要对计算模型做很多的假设和简化,这些因素在很大程度上影响了计算的精确性。计算结果是否和实验结果相吻合,是对设计模型、气动性能计算模型的可靠性和计算结果的正确性进行有效的检验。因此风力机实验是非常必要的,它为风力机性能研究提供了重要和可靠的数据,对风力机的结构设计、制造等方面有重要意义,同时风洞实验是研究风力机性能有效的方法之一。本文详细论述了风力机设计和性能计算的理论和方法,并通过风洞实验对性能计算结果加以验证,主要工作如下:1.收集目前比较流行的风力机设计计算模型,并比较和分析各种...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 本课题研究背景
1.2 国内外研究的技术现状分析
1.3 本课题研究内容
第二章 基本概念和原理
2.1 翼型结构和基本概念
2.1.1 翼型几何参数
2.1.2 翼型介绍
2.2 翼型空气动力学相关概念
2.2.1 作用在翼型上气动力
2.2.2 翼型无量纲气动力系数
2.2.3 影响翼型上气动力的因素
2.3 风力机叶片设计的基本理论
2.3.1 贝茨理论
2.3.2 涡流理论
2.3.3 叶素理论
2.3.4 动量理论
2.4 风力机的分类与性能
2.5 Matlab 简介
2.6 本章小结
第三章 风力机叶片设计
3.1 风力机特征风速的确定
3.1.1 风速的数学表达式
3.1.2 风力机特征风速的推导计算
3.2 风力机叶片外形设计
3.2.1 风力机叶片参数选定
3.2.2 风力机叶片特征外形参数计算
3.3 叶展形状设计模型
3.3.1 简化设计模型
3.3.2 Schmitz 设计模型
3.3.3 Glauert 设计模型
3.3.4 Wlison 设计模型
3.4 风力机叶片设计程序及设计实例
3.4.1 风力机叶片设计实例
3.4.2 风力机叶片的外形设计方案
3.4.3 叶片优化设计程序化实现
3.4.4 设计结果输出
3.5 本章小结
第四章 风力机叶片静态气动性能计算
4.1 前言
4.1.1 风力机特征性能有量纲指标
4.1.2 风力机特征性能无量纲指标
4.2 风力机叶片的静态气动性能计算
4.2.1 诱导因子a、b 的计算
4.2.2 静态气动性能参数计算
4.3 额定风速工况下的静态气动性能参数计算
4.4 额定转速下不同风速时的性能参数曲线
4.5 风轮与发电机的匹配
4.6 本章小节
第五章 风洞实验及实验结果分析
5.1 实验目的
5.2 实验设备及方法
5.2.1 风洞简介
5.2.2 风力机模型
5.3 数据测量
5.4 数据处理
5.5 实验结果与分析
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 本课题的主要工作
6.2 今后的研究方向
6.3 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]水平轴风力机的推力型工作原理[J]. 申振华,蒋志军. 太阳能学报. 2006(07)
[2]水平轴风力机静态失速特性[J]. 胡丹梅,杜朝辉,朱春建. 太阳能学报. 2006(03)
[3]水平轴风力机气动性能计算模型[J]. 刘雄,陈严,叶枝全. 太阳能学报. 2005(06)
[4]风力机叶片立体图的计算机设计绘制[J]. 陈家权,杨新彦. CAD/CAM与制造业信息化. 2005(12)
[5]水平轴风力机三维气动特性实验[J]. 朱春建,胡丹梅,杜朝辉. 能源技术. 2005(03)
[6]风力机叶片设计的新方法[J]. 包耳,邵晓荣,刘德庸. 机械设计. 2005(02)
[7]风力发电技术的发展现状[J]. 包耳. 可再生能源. 2004(02)
[8]风力机新系列翼型气动性能研究[J]. 叶枝全,黄继雄,陈严,曹人靖. 太阳能学报. 2002(02)
[9]水平轴风力机的几个关键气动问题探讨[J]. 杜朝辉. 上海汽轮机. 2002(01)
[10]水平轴风力机桨叶的实验模态分析[J]. 叶枝全,马昊旻,丁康,包能胜,曹人靖. 太阳能学报. 2001(04)
硕士论文
[1]风力机专用新翼型及其气动特性研究[D]. 黄继雄.汕头大学 2001
本文编号：3175452
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 本课题研究背景
1.2 国内外研究的技术现状分析
1.3 本课题研究内容
第二章 基本概念和原理
2.1 翼型结构和基本概念
2.1.1 翼型几何参数
2.1.2 翼型介绍
2.2 翼型空气动力学相关概念
2.2.1 作用在翼型上气动力
2.2.2 翼型无量纲气动力系数
2.2.3 影响翼型上气动力的因素
2.3 风力机叶片设计的基本理论
2.3.1 贝茨理论
2.3.2 涡流理论
2.3.3 叶素理论
2.3.4 动量理论
2.4 风力机的分类与性能
2.5 Matlab 简介
2.6 本章小结
第三章 风力机叶片设计
3.1 风力机特征风速的确定
3.1.1 风速的数学表达式
3.1.2 风力机特征风速的推导计算
3.2 风力机叶片外形设计
3.2.1 风力机叶片参数选定
3.2.2 风力机叶片特征外形参数计算
3.3 叶展形状设计模型
3.3.1 简化设计模型
3.3.2 Schmitz 设计模型
3.3.3 Glauert 设计模型
3.3.4 Wlison 设计模型
3.4 风力机叶片设计程序及设计实例
3.4.1 风力机叶片设计实例
3.4.2 风力机叶片的外形设计方案
3.4.3 叶片优化设计程序化实现
3.4.4 设计结果输出
3.5 本章小结
第四章 风力机叶片静态气动性能计算
4.1 前言
4.1.1 风力机特征性能有量纲指标
4.1.2 风力机特征性能无量纲指标
4.2 风力机叶片的静态气动性能计算
4.2.1 诱导因子a、b 的计算
4.2.2 静态气动性能参数计算
4.3 额定风速工况下的静态气动性能参数计算
4.4 额定转速下不同风速时的性能参数曲线
4.5 风轮与发电机的匹配
4.6 本章小节
第五章 风洞实验及实验结果分析
5.1 实验目的
5.2 实验设备及方法
5.2.1 风洞简介
5.2.2 风力机模型
5.3 数据测量
5.4 数据处理
5.5 实验结果与分析
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 本课题的主要工作
6.2 今后的研究方向
6.3 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]水平轴风力机的推力型工作原理[J]. 申振华,蒋志军. 太阳能学报. 2006(07)
[2]水平轴风力机静态失速特性[J]. 胡丹梅,杜朝辉,朱春建. 太阳能学报. 2006(03)
[3]水平轴风力机气动性能计算模型[J]. 刘雄,陈严,叶枝全. 太阳能学报. 2005(06)
[4]风力机叶片立体图的计算机设计绘制[J]. 陈家权,杨新彦. CAD/CAM与制造业信息化. 2005(12)
[5]水平轴风力机三维气动特性实验[J]. 朱春建,胡丹梅,杜朝辉. 能源技术. 2005(03)
[6]风力机叶片设计的新方法[J]. 包耳,邵晓荣,刘德庸. 机械设计. 2005(02)
[7]风力发电技术的发展现状[J]. 包耳. 可再生能源. 2004(02)
[8]风力机新系列翼型气动性能研究[J]. 叶枝全,黄继雄,陈严,曹人靖. 太阳能学报. 2002(02)
[9]水平轴风力机的几个关键气动问题探讨[J]. 杜朝辉. 上海汽轮机. 2002(01)
[10]水平轴风力机桨叶的实验模态分析[J]. 叶枝全,马昊旻,丁康,包能胜,曹人靖. 太阳能学报. 2001(04)
硕士论文
[1]风力机专用新翼型及其气动特性研究[D]. 黄继雄.汕头大学 2001
本文编号：3175452
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3175452.html
