基于MATLAB的小型风力机设计及其外流特性分析

发布时间：2021-08-07 00:33

　　在传统能源日益紧张的环境下,新能源开发利用越来越引起重视,其中风能倍受关注。风力机叶片是风能转换为动能的“心脏”部件,其气动设计优化方法,高效大功率、风力机专用翼型以及风力机噪声预测等是国内外技术研究人员关注的核心问题。目前设计中,由于风力机的尺寸大,运行环境条件复杂,给开发研究高效风力机样机带来不少困难。因此,本文将传统的风力设计方法与近年来快速发展的CFD优化技术结合,通过具有强大数学计算功能的MATLAB软件,建立一种设计分析系统,这对缩短风力机的设计开发周期具有现实意义。本文结合小型风力机结构特点,通过对比Glaurt设计法与Wilson设计法,给出了考虑叶尖损失的Wilson法基本设计思路,分析了Wilson法求解过程,给出了用MATLAB语言实现小型风力机叶片设计的流程图,并编写了采用MATLAB语言叶片设计程序。该程序克服了手工设计繁琐的不足,具有快速、方便的特点,同时能生成三维的叶片模型数据,采用本该程序设计了一台三叶片10KW小型风力机,旨在为以后设计提供参考依据。CFD分析使用FLUENT商业软件,控制方程基于求解三维雷诺平均守恒型定常Navier-Stokes方程... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

风轮流动的单元流管模型图

数的定义：P31PC1AV2ρ= 3。就是著名的贝兹极限[40][41][42][43]。他表示在理想情况下，风风动能。贝兹理论由伯努利方程和流体能量连续性方程得出，虑可压情况，因此结论适合于风力机的任何流场。流旋转时的动量理论的是一种理想情况，实际上当气流在风轮上产生转矩时，气流因此，在风轮后的尾流时反方向旋转的，如图 3.2 所示。这时角速度和风轮的角速度相比是个小量的话，那么一维动量方前后远方的气流静压仍假设相等[40]。

2 31 = Ω dM = 4π ρΩ V b(1- a) r dr比01RVλ =Ω，叶片 r 处的速度比1rVλ =Ω，则根系数为：3208 b(1- a) F λ dλλ轮后尾流旋转时，风轮轴功率有损失，风轮轴出发点时桨风轮叶片沿展向分成许多微段，称流动互相之间没有干扰，即叶素可以堪称是二素上的力和力矩沿展向积分，就可以求得作，叶素理论从叶素附近的空气流动来分析叶用于风力机的设计中[1][42]。


本文编号：3326795