高风速下风力机叶片动态失速特性研究
发布时间：2021-07-04 18:04
在现代社会经济与工业的高速发展中,能源的使用也在逐渐发生改变,诸如石油煤矿等传统能源也被人们重新审视,再加上生态环境污染问题的加重等因素促进了人们对可再生新能源研究。风能作为其中一种可再生新能源逐渐受到各地政府的重视,风力机发电不仅绿色环保无污染,而且风能的储量是远远大于传统能源的。在复杂大气环境中工作的风力机经常会受到动态失速的影响,导致其发电效率降低甚至发生安全事故,为此本文选取比较常见的S809翼型和Phase VI三维风力机叶片为研究对象,针对高风速下风力机叶片的动态失速问题做了详细的模拟研究。本文首先阐述了风力机空气动力学基本理论,利用S-A湍流模型对比验证CFD方法和OSU实验数据升力迟滞曲线变化规律,证明CFD方法的可行性。在高风速工况下研究不同折合频率、振荡攻角等参数对升力迟滞曲线的影响,通过观察振荡翼型流场的变化,发现高风速下流动存在严重的分离,容易导致风力机的叶片损害,表明高风速下动态失速研究对风力机在实际运行维护有重要意义。其次在S809翼型上表面进行开缝添加射流,与上述二维翼型的无开缝动态失速计算进行对比。通过改变开缝的位置和开缝进口的压强大小研究其对动态失速的...
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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风力机的种类是复杂多样的，在整个的发电机组主要部件包括机舱、风轮叶片、??发电机、偏航装置、液压系统以及塔楼等。在生活中使用最广泛的是水平轴风力机??和垂直轴风力机ｍ［８］，两者是根据叶片旋转方式进行区分，图２分别是两种类型的风??力机图片。水平轴风力机现在世界上最广泛使用的风力机，其叶轮的旋转轴与地面??是水平的；垂直轴式风力机多用于小型发电场，效率虽然高于水平轴风力机，但是??在不适合在大型风电场使用，应用的广泛性远不如水平轴发电机。所以本文选择以??更为常用的水平轴风力机为研宄对象。??２??
这些研发的翼型升力系数都比较高，在户外的使用中，经过风吹日晒的翼型表??面虽然变得粗糙但是不会对翼型升力有过多的影响，不同几何参数系列的翼型能够??满足风力机商用中对叶片的特别要求。图３分别是几种常见的翼型，其中ＮＡＣＡ系??列翼型是最开始投入到商用风力机使用当中的。??０．６?ｐ?０．６?ｒ－??０．４?－?０．４?－??０－２?－?０．２?－??－０－２?－?－０．２?－??－０．４?－?－０．４?－??Ｑ?ｇ?Ｉ?＇?＇?■?Ｉ?■?■?■?Ｉ?■?＇?Ｉ?Ｉ?■?＇?■?１?＇?■?＇?Ｉ??°?０２?０４?？／〇?０６?０８?１?０?Ｄ．２?０４?Ｘ／Ｃ?０６?０８?１??（ａ）?Ｓ８０９翼型?（ｂ）?ＤＵ系列翼型??０．６?ｐ?０．６?ｐ??０．４?－?０．４?￣??０．２?－?０．２?－??－０．２?－?－Ｃ．２?－??－０．４?－?－０．４?－??￣°４?１?Ｊ?１￣?ｏ＇ａ?＇?ｏ＇ｅ?＇?＇?＇?〇ｌ８?；?＇?０＊２?＇?；?＇?ｏＶ?０＊６?＇?１?！??ｘ／ｃ?ｘ／ｃ??（ｃ）?ＮＡＣＡ系列翼型?（ｄ）?ＬＳ系列翼型??图３风力机翼型种类??Ｆｉｇ．３?Ｔｈｅ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ａｉｒｆｏｉｌ??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同风速下风力机动态特性研究[J]. 杜标,李雪斌,王龙,李亮,孙伦业. 制造业自动化. 2017(12)
[2]基于BEM理论的双转子水平轴潮流能水轮机叶片设计[J]. 安鹏展,肖继明,杨洪洪,桑文雅. 机械设计. 2017(10)
[3]大攻角下开缝位置改变对风力机叶片影响研究[J]. 王龙,孙伦业,张瑾. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2017(08)
[4]射流参数对风力机叶片气动性能的影响[J]. 王龙,李亮,孙伦业,王传礼. 流体机械. 2017(07)
[5]基于预条件技术的风力机叶片计算方法研究[J]. 王龙,李雪斌,来永斌,周毅钧,张瑾. 安徽理工大学学报(自然科学版). 2016(04)
[6]计算流体力学在大型风力机空气动力学的应用进展[J]. 张震宇,赵宁,钟伟,王珑,许波峰. 应用数学和力学. 2013(10)
[7]大型风力机翼型族的设计与实验[J]. 韩忠华,宋文萍,高永卫. 应用数学和力学. 2013(10)
[8]采用动网格技术的合成射流控制叶栅流动分离数值研究[J]. 陈建辉,谢永慧,申仲旸,张荻. 中国电机工程学报. 2013(23)
[9]低渗透油藏边界层厚度测定新方法[J]. 张磊,陈丽云,李振东,徐显谋,梁伟. 石油地质与工程. 2012(03)
[10]基于MATLAB的Wilson方法的叶片优化设计[J]. 代元军,陆亦工,孙玉新,石宁. 机械制造. 2011(07)
博士论文
[1]风力机失速特性研究[D]. 袁尚科.兰州理工大学 2016
[2]水平轴风力机叶片失速问题研究[D]. 俞国华.上海交通大学 2013
硕士论文
[1]风力机叶片气动特性研究[D]. 杨茂林.北京理工大学 2015
[2]翼型及粗糙度对风力机叶片气动性能影响的初探[D]. 焦灵燕.内蒙古工业大学 2015
[3]典型分离流动数值模拟与合成射流控制研究[D]. 许放.西北工业大学 2015
[4]变速恒频双馈风电系统最大风能追踪的研究[D]. 王宜雷.中国矿业大学 2014
[5]水平轴风力机叶片的翼型气动特性研究[D]. 陈永康.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3265272
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１?２００１－２０１７年全球装机容量??Ｆｉｇ．ｌ?Ｇｌｏｂａｌ?ｉｎｓｔａｌｌｅｄ?ｃａｐａｃｉｔｙ?ｉｎ?２００１－２０１７?ｙｅａｒｓ??风机的种是复样的，在整个的电组主要部件包括舱、风、??
风力机的种类是复杂多样的，在整个的发电机组主要部件包括机舱、风轮叶片、??发电机、偏航装置、液压系统以及塔楼等。在生活中使用最广泛的是水平轴风力机??和垂直轴风力机ｍ［８］，两者是根据叶片旋转方式进行区分，图２分别是两种类型的风??力机图片。水平轴风力机现在世界上最广泛使用的风力机，其叶轮的旋转轴与地面??是水平的；垂直轴式风力机多用于小型发电场，效率虽然高于水平轴风力机，但是??在不适合在大型风电场使用，应用的广泛性远不如水平轴发电机。所以本文选择以??更为常用的水平轴风力机为研宄对象。??２??
这些研发的翼型升力系数都比较高，在户外的使用中，经过风吹日晒的翼型表??面虽然变得粗糙但是不会对翼型升力有过多的影响，不同几何参数系列的翼型能够??满足风力机商用中对叶片的特别要求。图３分别是几种常见的翼型，其中ＮＡＣＡ系??列翼型是最开始投入到商用风力机使用当中的。??０．６?ｐ?０．６?ｒ－??０．４?－?０．４?－??０－２?－?０．２?－??－０－２?－?－０．２?－??－０．４?－?－０．４?－??Ｑ?ｇ?Ｉ?＇?＇?■?Ｉ?■?■?■?Ｉ?■?＇?Ｉ?Ｉ?■?＇?■?１?＇?■?＇?Ｉ??°?０２?０４?？／〇?０６?０８?１?０?Ｄ．２?０４?Ｘ／Ｃ?０６?０８?１??（ａ）?Ｓ８０９翼型?（ｂ）?ＤＵ系列翼型??０．６?ｐ?０．６?ｐ??０．４?－?０．４?￣??０．２?－?０．２?－??－０．２?－?－Ｃ．２?－??－０．４?－?－０．４?－??￣°４?１?Ｊ?１￣?ｏ＇ａ?＇?ｏ＇ｅ?＇?＇?＇?〇ｌ８?；?＇?０＊２?＇?；?＇?ｏＶ?０＊６?＇?１?！??ｘ／ｃ?ｘ／ｃ??（ｃ）?ＮＡＣＡ系列翼型?（ｄ）?ＬＳ系列翼型??图３风力机翼型种类??Ｆｉｇ．３?Ｔｈｅ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ａｉｒｆｏｉｌ??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同风速下风力机动态特性研究[J]. 杜标,李雪斌,王龙,李亮,孙伦业. 制造业自动化. 2017(12)
[2]基于BEM理论的双转子水平轴潮流能水轮机叶片设计[J]. 安鹏展,肖继明,杨洪洪,桑文雅. 机械设计. 2017(10)
[3]大攻角下开缝位置改变对风力机叶片影响研究[J]. 王龙,孙伦业,张瑾. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2017(08)
[4]射流参数对风力机叶片气动性能的影响[J]. 王龙,李亮,孙伦业,王传礼. 流体机械. 2017(07)
[5]基于预条件技术的风力机叶片计算方法研究[J]. 王龙,李雪斌,来永斌,周毅钧,张瑾. 安徽理工大学学报(自然科学版). 2016(04)
[6]计算流体力学在大型风力机空气动力学的应用进展[J]. 张震宇,赵宁,钟伟,王珑,许波峰. 应用数学和力学. 2013(10)
[7]大型风力机翼型族的设计与实验[J]. 韩忠华,宋文萍,高永卫. 应用数学和力学. 2013(10)
[8]采用动网格技术的合成射流控制叶栅流动分离数值研究[J]. 陈建辉,谢永慧,申仲旸,张荻. 中国电机工程学报. 2013(23)
[9]低渗透油藏边界层厚度测定新方法[J]. 张磊,陈丽云,李振东,徐显谋,梁伟. 石油地质与工程. 2012(03)
[10]基于MATLAB的Wilson方法的叶片优化设计[J]. 代元军,陆亦工,孙玉新,石宁. 机械制造. 2011(07)
博士论文
[1]风力机失速特性研究[D]. 袁尚科.兰州理工大学 2016
[2]水平轴风力机叶片失速问题研究[D]. 俞国华.上海交通大学 2013
硕士论文
[1]风力机叶片气动特性研究[D]. 杨茂林.北京理工大学 2015
[2]翼型及粗糙度对风力机叶片气动性能影响的初探[D]. 焦灵燕.内蒙古工业大学 2015
[3]典型分离流动数值模拟与合成射流控制研究[D]. 许放.西北工业大学 2015
[4]变速恒频双馈风电系统最大风能追踪的研究[D]. 王宜雷.中国矿业大学 2014
[5]水平轴风力机叶片的翼型气动特性研究[D]. 陈永康.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3265272
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