涡脱落对5千瓦H型垂直轴风力机影响的研究

发布时间：2021-07-06 17:04

　　风能以其清洁性、可再生性,以及日益成熟的大规模使用技术,使风力发电成为最具发展前景的清洁发电形式。凭借不需要对风,齿轮箱等重型设备不用放置在几十米高空机舱中,改放在地面等优势,垂直轴风机将成为新型高效风电机组的研究方向。但其流场结构复杂,是大分离非定常流动的典型。流经塔架／转轴气流产生周期性旋涡脱落,造成风力机振动及变形,对结构力学性能有很大影响。因此,研究涡脱落对垂直轴风机的影响具有重要意义。文中以5千瓦H型垂直轴风力机为研究对象,采用计算流体力学（CFD）方法对涡脱落影响进行分析,并应用ANSYS对涡脱落产生的影响进行分析。主要研究内容如下：根据风力机基本理论,完成5千瓦H型垂直轴风力机进行参数设计；对部件进行受力分析,并运用ANSYS进行有限元静力学校核。对于风力机涡脱落问题,运用CFD前处理软件GAMBIT建立了二维风力机模型,利用FLUENT,选用SST κ-ω湍流模型求解不可压缩粘性流体Navier-Stokes方程得到了不同风速下流场参数。分析表明在风力机正常运转范围内,流经塔架和转轴的周期性涡脱力将诱发涡激共振,进一步得到了涡激共振诱发下结构响应状态。对于转轴产生的涡脱... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

塔架50m/s极限风速作用下位移云图

- 18 -2-11 50m/s2-10 50 m/s 5.6 mm-11 14.9 MPa 5.6 mm9 m 0.5%2-14maxS(2-1——max14.9MPamax

【参考文献】：
期刊论文
[1]Analysis of Aerodynamic Load on Straight-bladed Vertical Axis Wind Turbine[J]. Qing’an LI,Takao MAEDA,Yasunari KAMADA,Junsuke MURATA,Toshiaki KAWABATA,Kazuma FURUKAWA.  Journal of Thermal Science. 2014(04)
[2]涡与叶片间的作用对Savonius型风力机性能的影响[J]. 孙晓晶,曹剑楠,曹阳,黄典贵.  工程热物理学报. 2014(03)
[3]风力机风振背景、共振响应特性及耦合项分析[J]. 柯世堂,王同光,赵林,葛耀君.  中国电机工程学报. 2013(26)
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[6]风力发电机组塔筒涡致横振研究[J]. 董占琢,廖晖.  东方汽轮机. 2012(02)
[7]不同风速推算方法的研究[J]. 王竞,马风友.  硅谷. 2011(24)
[8]基于风剪切和塔影效应的风力机风速动态建模[J]. 孔屹刚,王杰,顾浩,王志新,徐大林.  太阳能学报. 2011(08)
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[10]一新型立轴风力机直叶片翼型气动特性数值模拟[J]. 陈丁刚,屈本宁,赵燕萍.  科学技术与工程. 2011(02)

硕士论文
[1]5kW垂直轴风力机气动性能研究[D]. 李金龙.兰州理工大学 2014
[2]10kW的H型垂直轴风力机的静动力学分析[D]. 李佳佳.华北电力大学 2014
[3]垂直轴风力机结构数值模拟研究[D]. 唐苏川.哈尔滨工业大学 2013
[4]海上风力发电塔架风涡激振动及疲劳分析[D]. 李健.哈尔滨工程大学 2011
[5]基于马格努斯效应的风力机叶片流场的数值模拟[D]. 朱弘.哈尔滨工业大学 2010
[6]附属杆对圆柱绕流减阻特性的三维数值模拟研究[D]. 纪文英.哈尔滨工业大学 2008
[7]兆瓦级风电机组振动分析及保护[D]. 祝振敏.兰州理工大学 2008



本文编号：3268630