风力机叶片DU翼型气动性能分析及改型方法研究
发布时间：2021-08-11 11:27
随着风力机功率不断增加,叶片尺寸也越来越大,对叶片强度和气动性能要求也越来越高。但开发新的翼型族难度高、投资大、周期长。而在已有翼型的基础上,通过翼型尾缘修型或安装附加结构来提高翼型的气动性能具有重要的研究和工程价值。本文利用计算流体力学方法研究了格尼襟翼和尾缘对称加厚对翼型气动性能的影响,考虑上述两种翼型改型方法的优点提出翼型尾缘弧形加厚法,并进行气动性能验证。首先,利用数值方法预测翼型的气动性能。通过对比不同湍流模型下翼型的计算值和试验值,选取合理的湍流模型。本文选取Transition k-ωSST四方程湍流模型作为计算模型。该模型由转捩模型和k-ωSST湍流模型组合而成,适用于预测光滑翼型的气动性能。计算安装有不同高度格尼襟翼的翼型的气动性能,襟翼高度范围1%弦长至3%弦长。分析了安装有格尼襟翼的翼型的气动特点,包括翼型升阻力特性、压力及流场分布特性。计算结果表明,格尼襟翼对翼型升力系数提升明显,提升效果与襟翼高度正相关。格尼襟翼还使翼型吸力面和压力面的压力差增大,其中吸力面的压力值低于原始翼型,压力面的压力值高于原始翼型。尤其在翼型尾缘部分,格尼襟翼对压力差的提升效果最明显。...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
010年至2019年我国风电新增和总装机容量Fig.1.1NewandaccumulatedinstalledcapacityofwindpowerinChinafrom2010to2019
第1章绪论3图1.2典型水平轴风力机Fig.1.2Typicalhorizontalaxiswindturbine垂直轴风力机的旋转轴与叶片平行，垂直地面。该类型风力机具有不需要偏航系统、塔架工艺简单、抗风能力强、维修方便等特点。但其也具有难以自启动，易失速，加工工艺不成熟，风能利用率低等特点。图1.3为垂直轴升力型达里厄（Darrieus）风力机，在国外已经运行的大型达里厄风力机采用型结构，中小型达里厄风力机多采用H型结构；图1.4为阻力型萨渥纽斯（Savonius）风力机。图1.3达里厄型风力机图1.4萨渥纽斯型风力机Fig.1.3DarrieuswindturbineFig.1.4Savoniuswindturbine风力机还可按照额定功率，功率调节方式，发电机类型，塔架形式等不同方式进行分类。水平轴风力机凭着风能转换效率高，安全可靠及更好的经济性等特点成为风电发展的主流机型。目前，风力机正朝着大型化，柔性化，智能化发展，因此要侧重对这些问题展开研究，不断填补这些方向的技术空白，才能提高国产风力机的核心竞争力，满足国家发展的需要[2]。风力机单机的大型化有利于占地面积的减孝单位功率的成本降低以及更高的塔筒更有利于捕获风能。近些年来，随着风力机功率越来越大，叶片尺寸也不断增大，叶片
第1章绪论3图1.2典型水平轴风力机Fig.1.2Typicalhorizontalaxiswindturbine垂直轴风力机的旋转轴与叶片平行，垂直地面。该类型风力机具有不需要偏航系统、塔架工艺简单、抗风能力强、维修方便等特点。但其也具有难以自启动，易失速，加工工艺不成熟，风能利用率低等特点。图1.3为垂直轴升力型达里厄（Darrieus）风力机，在国外已经运行的大型达里厄风力机采用型结构，中小型达里厄风力机多采用H型结构；图1.4为阻力型萨渥纽斯（Savonius）风力机。图1.3达里厄型风力机图1.4萨渥纽斯型风力机Fig.1.3DarrieuswindturbineFig.1.4Savoniuswindturbine风力机还可按照额定功率，功率调节方式，发电机类型，塔架形式等不同方式进行分类。水平轴风力机凭着风能转换效率高，安全可靠及更好的经济性等特点成为风电发展的主流机型。目前，风力机正朝着大型化，柔性化，智能化发展，因此要侧重对这些问题展开研究，不断填补这些方向的技术空白，才能提高国产风力机的核心竞争力，满足国家发展的需要[2]。风力机单机的大型化有利于占地面积的减孝单位功率的成本降低以及更高的塔筒更有利于捕获风能。近些年来，随着风力机功率越来越大，叶片尺寸也不断增大，叶片
【参考文献】：
期刊论文
[1]风力发电场的智能化建设纲要探究[J]. 彭艳来,杨晓峰. 企业管理. 2018(S2)
[2]智能化技术在风力发电自动化控制系统中的运用[J]. 赵军帅. 自动化应用. 2018(06)
[3]风力机柔性叶片翼型的气动特性研究[J]. 邓勇,龚佳辉,何宇豪,陈严,罗振. 中国机械工程. 2017(18)
[4]风力机大型化发展中的总体设计技术[J]. 张兴伟,陈严. 新能源进展. 2013(03)
[5]风能工程中流体力学问题的研究现状与进展[J]. 黎作武,贺德馨. 力学进展. 2013(05)
[6]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)
[7]NPU-WA翼型族厚翼型粗糙敏感度研究[J]. 邓磊,乔志德,高永卫. 太阳能学报. 2013(06)
[8]基于RANS方程大型风力机翼型钝尾缘修型气动性能计算[J]. 邓磊,乔志德,杨旭东,熊俊涛. 太阳能学报. 2012(04)
[9]NPU-WA系列风力机翼型设计与风洞实验[J]. 乔志德,宋文萍,高永卫. 空气动力学学报. 2012(02)
[10]后缘加厚方式对典型风力机翼型气动性能的影响[J]. 刘杰平,陈培,张卫民. 太阳能学报. 2009(08)
本文编号：3336076
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
010年至2019年我国风电新增和总装机容量Fig.1.1NewandaccumulatedinstalledcapacityofwindpowerinChinafrom2010to2019
第1章绪论3图1.2典型水平轴风力机Fig.1.2Typicalhorizontalaxiswindturbine垂直轴风力机的旋转轴与叶片平行，垂直地面。该类型风力机具有不需要偏航系统、塔架工艺简单、抗风能力强、维修方便等特点。但其也具有难以自启动，易失速，加工工艺不成熟，风能利用率低等特点。图1.3为垂直轴升力型达里厄（Darrieus）风力机，在国外已经运行的大型达里厄风力机采用型结构，中小型达里厄风力机多采用H型结构；图1.4为阻力型萨渥纽斯（Savonius）风力机。图1.3达里厄型风力机图1.4萨渥纽斯型风力机Fig.1.3DarrieuswindturbineFig.1.4Savoniuswindturbine风力机还可按照额定功率，功率调节方式，发电机类型，塔架形式等不同方式进行分类。水平轴风力机凭着风能转换效率高，安全可靠及更好的经济性等特点成为风电发展的主流机型。目前，风力机正朝着大型化，柔性化，智能化发展，因此要侧重对这些问题展开研究，不断填补这些方向的技术空白，才能提高国产风力机的核心竞争力，满足国家发展的需要[2]。风力机单机的大型化有利于占地面积的减孝单位功率的成本降低以及更高的塔筒更有利于捕获风能。近些年来，随着风力机功率越来越大，叶片尺寸也不断增大，叶片
第1章绪论3图1.2典型水平轴风力机Fig.1.2Typicalhorizontalaxiswindturbine垂直轴风力机的旋转轴与叶片平行，垂直地面。该类型风力机具有不需要偏航系统、塔架工艺简单、抗风能力强、维修方便等特点。但其也具有难以自启动，易失速，加工工艺不成熟，风能利用率低等特点。图1.3为垂直轴升力型达里厄（Darrieus）风力机，在国外已经运行的大型达里厄风力机采用型结构，中小型达里厄风力机多采用H型结构；图1.4为阻力型萨渥纽斯（Savonius）风力机。图1.3达里厄型风力机图1.4萨渥纽斯型风力机Fig.1.3DarrieuswindturbineFig.1.4Savoniuswindturbine风力机还可按照额定功率，功率调节方式，发电机类型，塔架形式等不同方式进行分类。水平轴风力机凭着风能转换效率高，安全可靠及更好的经济性等特点成为风电发展的主流机型。目前，风力机正朝着大型化，柔性化，智能化发展，因此要侧重对这些问题展开研究，不断填补这些方向的技术空白，才能提高国产风力机的核心竞争力，满足国家发展的需要[2]。风力机单机的大型化有利于占地面积的减孝单位功率的成本降低以及更高的塔筒更有利于捕获风能。近些年来，随着风力机功率越来越大，叶片尺寸也不断增大，叶片
【参考文献】：
期刊论文
[1]风力发电场的智能化建设纲要探究[J]. 彭艳来,杨晓峰. 企业管理. 2018(S2)
[2]智能化技术在风力发电自动化控制系统中的运用[J]. 赵军帅. 自动化应用. 2018(06)
[3]风力机柔性叶片翼型的气动特性研究[J]. 邓勇,龚佳辉,何宇豪,陈严,罗振. 中国机械工程. 2017(18)
[4]风力机大型化发展中的总体设计技术[J]. 张兴伟,陈严. 新能源进展. 2013(03)
[5]风能工程中流体力学问题的研究现状与进展[J]. 黎作武,贺德馨. 力学进展. 2013(05)
[6]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)
[7]NPU-WA翼型族厚翼型粗糙敏感度研究[J]. 邓磊,乔志德,高永卫. 太阳能学报. 2013(06)
[8]基于RANS方程大型风力机翼型钝尾缘修型气动性能计算[J]. 邓磊,乔志德,杨旭东,熊俊涛. 太阳能学报. 2012(04)
[9]NPU-WA系列风力机翼型设计与风洞实验[J]. 乔志德,宋文萍,高永卫. 空气动力学学报. 2012(02)
[10]后缘加厚方式对典型风力机翼型气动性能的影响[J]. 刘杰平,陈培,张卫民. 太阳能学报. 2009(08)
本文编号：3336076
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