本文選題：水平軸風(fēng)力機(jī)　切入點(diǎn)：數(shù)值模擬　出處：《重慶大學(xué)》2011年碩士論文

【摘要】：準(zhǔn)確求解風(fēng)力機(jī)葉片的氣動(dòng)特性對(duì)指導(dǎo)風(fēng)力機(jī)安全運(yùn)行和葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要意義。針對(duì)準(zhǔn)確求解風(fēng)力機(jī)不同工況下氣動(dòng)特性這一問題,本文采用CFD技術(shù)對(duì)水平軸風(fēng)力機(jī)葉片繞流流場進(jìn)行了全三維數(shù)值模擬,通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證數(shù)值模型的準(zhǔn)確性后,對(duì)風(fēng)力機(jī)實(shí)際運(yùn)行中葉片表面積灰工況進(jìn)行模擬,分析比較葉片積灰厚度對(duì)氣動(dòng)性能的影響,最后針對(duì)在一定比例尺寸的基礎(chǔ)上確定風(fēng)力機(jī)實(shí)驗(yàn)參數(shù)這一問題,提出了一種基于CFD技術(shù)以相似理論結(jié)合臨界雷諾數(shù)為約束條件,確定風(fēng)力機(jī)實(shí)驗(yàn)參數(shù)的方法,以達(dá)到節(jié)省實(shí)驗(yàn)花費(fèi),提高風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)有效性的目的。研究工作具體內(nèi)容和結(jié)論如下: 本文采用計(jì)算流體技術(shù)模擬分析了葉片表面積灰厚度對(duì)風(fēng)力機(jī)三維氣動(dòng)特性的影響。首先,采用CFD軟件包FINETM-TURBO建立風(fēng)力機(jī)的三維模型,模擬葉片表面光滑的情況下該風(fēng)力機(jī)的三維氣動(dòng)特性,并與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,驗(yàn)證了該模型的有效性。而后針對(duì)風(fēng)力機(jī)實(shí)際運(yùn)行中存在葉片積灰情況,模擬了積灰厚度變化對(duì)風(fēng)力機(jī)三維氣動(dòng)特性的影響,得到了不同積灰厚度下葉片的壓力分布、速度分布的變化。結(jié)果表明,葉片表面積灰厚度對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)特性有較大影響:隨著積灰厚度的增加,葉片兩側(cè)大部分區(qū)域風(fēng)速減小,氣流運(yùn)動(dòng)無規(guī)律性增強(qiáng),壓力面與吸力面壓差減小,風(fēng)力機(jī)效率降低。 在特定比例尺寸的基礎(chǔ)上,確定風(fēng)力機(jī)實(shí)驗(yàn)參數(shù)是風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)至關(guān)重要的第一步。基于上述對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片繞流的三維模擬,本文提出了一種以相似理論結(jié)合臨界雷諾數(shù)為約束條件,確定風(fēng)力機(jī)實(shí)驗(yàn)參數(shù)的方法。首先計(jì)算了實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵硇蜌鈩?dòng)特性與雷諾數(shù)的變化規(guī)律,確定臨界雷諾數(shù)和實(shí)驗(yàn)參數(shù)。其次,根據(jù)模型和原型的幾何尺寸和相應(yīng)風(fēng)速,分別仿真模擬了模型和原型,對(duì)比分析了壓力分布、速度分布和誘導(dǎo)速度分布,結(jié)果表明該方法是可行的。
[Abstract]:It is very important to accurately solve the aerodynamic characteristics of wind turbine blades to guide the safe operation of wind turbine and the optimal design of blades. In view of the problem of accurately solving the aerodynamic characteristics of wind turbine under different operating conditions, In this paper, the flow field around the blade of horizontal axis wind turbine is simulated by CFD technology. After the accuracy of the numerical model is verified by comparing the experimental data, the surface area of the blade is simulated in the actual operation of the wind turbine. The influence of blade ash thickness on aerodynamic performance is analyzed and compared. Finally, aiming at the problem of determining the experimental parameters of wind turbine based on a certain proportion of size, a constraint condition based on CFD technology is proposed, which is based on similarity theory and critical Reynolds number. The method of determining the experimental parameters of wind turbine is presented in order to save the experimental cost and improve the effectiveness of wind tunnel experiment. The specific contents and conclusions of the research are as follows:. In this paper, the influence of blade surface area ash thickness on the three-dimensional aerodynamic characteristics of wind turbine is simulated by computational fluid technique. Firstly, the three-dimensional model of wind turbine is established by using CFD software package FINETM-TURBO. When the blade surface is smooth, the three-dimensional aerodynamic characteristics of the wind turbine are simulated, and compared with the data in the literature, the validity of the model is verified. The influence of ash thickness on the three-dimensional aerodynamic characteristics of wind turbine is simulated, and the pressure distribution and velocity distribution of the blade under different ash thickness are obtained. The results show that, The surface area ash thickness of the blade has a great influence on the aerodynamic characteristics of the wind turbine blade. With the increase of the ash deposition thickness, the wind speed decreases in most of the two sides of the blade, the airflow motion is increased irregularly, and the pressure difference between the pressure surface and the suction surface decreases. The efficiency of wind turbine is reduced. On the basis of specific scale, determining the experimental parameters of wind turbine is the first step of wind tunnel experiment. In this paper, a method for determining the experimental parameters of wind turbine based on similarity theory and critical Reynolds number is presented. Firstly, the variation of aerodynamic characteristics and Reynolds number of airfoil in the experimental model is calculated. The critical Reynolds number and experimental parameters are determined. Secondly, according to the geometric size of the model and prototype and the corresponding wind speed, the model and prototype are simulated, and the pressure distribution, velocity distribution and induced velocity distribution are compared and analyzed. The results show that the method is feasible.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TK83

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李成本;高德忠;;水平軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能研究[J];一重技術(shù);2011年04期

2 沈昕;竺曉程;杜朝輝;;葉片彎掠對(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能的影響[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2011年09期

3 雷延生;周正貴;;水平軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能的大渦模擬研究[J];能源研究與利用;2008年05期

4 閆海津;胡丹梅;李佳;;水平軸風(fēng)力機(jī)葉輪流場的數(shù)值模擬[J];上海電力學(xué)院學(xué)報(bào);2010年02期

5 申振華;于國亮;申鴻燁;朱文祥;;增大葉片彎度提高風(fēng)力機(jī)性能的實(shí)驗(yàn)研究[J];太陽能學(xué)報(bào);2007年08期

6 趙旭;肖俊;席德科;;水平軸風(fēng)力機(jī)翼型設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)失速數(shù)值模擬[J];太陽能學(xué)報(bào);2009年03期

7 趙旭;肖俊;席德科;;比較Wilson法和復(fù)合形優(yōu)化法氣動(dòng)設(shè)計(jì)水平軸風(fēng)輪[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2008年06期

8 申振華;于國亮;;翼型彎度對(duì)風(fēng)力機(jī)性能的影響[J];動(dòng)力工程;2007年01期

9 廖書學(xué);李春;聶佳斌;高偉;;不同翼型對(duì)垂直軸風(fēng)力機(jī)性能的影響[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2011年03期

10 胡丹梅;田杰;杜朝輝;;水平軸風(fēng)力機(jī)尾跡流場PIV實(shí)驗(yàn)研究[J];太陽能學(xué)報(bào);2007年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 代海濤;秦明;周文明;丁勇鋼;�；塾�;;水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪葉片氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變與自主創(chuàng)新——第十二屆中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)年會(huì)（第二卷）[C];2010年

2 丁勇鋼;楊科;秦明;代海濤;周文明;�；塾�;;水平軸風(fēng)力機(jī)塔影效應(yīng)的非定常數(shù)值模擬研究[A];經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變與自主創(chuàng)新——第十二屆中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)年會(huì)（第二卷）[C];2010年

3 周振凱;劉占芳;顏世軍;;水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪的氣動(dòng)設(shè)計(jì)[A];重慶力學(xué)學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

4 程危危;曹登慶;初世明;;水平軸風(fēng)力機(jī)葉片非線性振動(dòng)研究[A];第十三屆全國非線性振動(dòng)暨第十屆全國非線性動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性學(xué)術(shù)會(huì)議摘要集[C];2011年

5 岳本祥;呂鴻鷹;;帶小展弦比三角翼的大長細(xì)比彈體動(dòng)能導(dǎo)彈氣動(dòng)性能[A];全國低跨超聲速空氣動(dòng)力學(xué)文集第一卷（2001年）[C];2001年

6 郭天威;;定槳距失速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組氣動(dòng)性能計(jì)算方法研究[A];21世紀(jì)太陽能新技術(shù)——2003年中國太陽能學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2003年

7 屈秋林;劉沛清;秦緒國;;地效飛行器水平/波浪地面飛行氣動(dòng)性能數(shù)值研究[A];慶祝中國力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（下）[C];2007年

8 金永亮;童秉綱;馬暉揚(yáng);陸夕云;;昆蟲懸停飛行的氣動(dòng)性能分析[A];2003空氣動(dòng)力學(xué)前沿研究論文集[C];2003年

9 曲浩;胡駿;;雷諾數(shù)對(duì)風(fēng)力機(jī)二維翼型氣動(dòng)性能的影響[A];中國航空學(xué)會(huì)第七屆動(dòng)力年會(huì)論文摘要集[C];2010年

10 王企鯤;陳康民;;冷卻風(fēng)扇兩種扭葉片設(shè)計(jì)方法的比較[A];中國制冷學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 本報(bào)記者 矯陽;“中國面孔”是這樣雕塑的[N];科技日報(bào);2011年

2 記者 肇茜;通過第一次可研 將確定先進(jìn)外形[N];中國民航報(bào);2009年

3 渝津;NASA再試斜翼飛機(jī)[N];中國航空報(bào);2005年

4 恂熊　桂冕;河海大學(xué)風(fēng)力發(fā)電機(jī)研發(fā)獲重大突破[N];江蘇經(jīng)濟(jì)報(bào);2009年

5 通訊員 袁成富 盧穎卓;ARJ21-700飛機(jī)轉(zhuǎn)入全面試制階段[N];中國航空報(bào);2006年

6 黃旭敏;能源緊缺復(fù)活歐洲古老風(fēng)帆[N];中國石化報(bào);2006年

7 實(shí)習(xí)生 羅均　記者 丁波;國內(nèi)最先進(jìn)海上風(fēng)機(jī)六月下線[N];解放日報(bào);2010年

8 通訊員 徐澄;西工大慶賀陳士櫓院士80壽辰暨從教55周年[N];中國航空報(bào);2000年

9 本報(bào)記者　 賴偉行;“空中巨無霸”光臨廣州[N];人民日報(bào);2006年

10 本報(bào)記者　 索佩敏;波音稱787訂單已超過盈虧平衡點(diǎn)[N];上海證券報(bào);2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 楊瑞;水平軸風(fēng)力機(jī)尾流結(jié)構(gòu)及空氣動(dòng)力學(xué)性能的研究[D];蘭州理工大學(xué);2009年

2 王建禮;基于多體動(dòng)力學(xué)方法的大型水平軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)彈性研究[D];中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2012年

3 李軍向;大型風(fēng)機(jī)葉片氣動(dòng)性能計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[D];武漢理工大學(xué);2008年

4 曾軍;氣冷渦輪葉柵實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

5 劉飛;爆炸成型彈丸（EFP）研制及其工程破壞效應(yīng)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

6 陳洪勝;后掠型風(fēng)力機(jī)葉片的啟動(dòng)特性研究[D];中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2012年

7 周文平;時(shí)間步進(jìn)自由尾跡方法建模及水平軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能分析[D];重慶大學(xué);2011年

8 陳紹文;不同折轉(zhuǎn)角壓氣機(jī)葉柵中應(yīng)用彎曲葉片的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

9 鮑麟;昆蟲翼柔性變形的力學(xué)效應(yīng)研究[D];中國科學(xué)院研究生院;2007年

10 毛明明;跨聲速軸流壓氣機(jī)動(dòng)葉彎和掠的數(shù)值研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 焦紅瑞;水平軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能數(shù)值模擬及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];華北電力大學(xué)（河北）;2010年

2 吳小飛;水平軸風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)性能數(shù)值模擬[D];重慶大學(xué);2011年

3 呂小靜;大型水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪氣動(dòng)性能計(jì)算與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];蘭州理工大學(xué);2011年

4 張慧珍;1.5MW水平軸風(fēng)力機(jī)葉片結(jié)構(gòu)性能分析[D];西華大學(xué);2011年

5 盛杰;小型水平軸風(fēng)力機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和數(shù)值模擬[D];華中科技大學(xué);2011年

6 王欣;水平軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能與結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性分析[D];蘭州理工大學(xué);2012年

7 宋顯成;大型水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪氣動(dòng)性能計(jì)算與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];蘭州理工大學(xué);2010年

8 樊炎星;1.0MW水平軸風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)研究[D];重慶大學(xué);2010年

9 周振凱;水平軸風(fēng)力機(jī)葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];重慶大學(xué);2011年

10 楊梅;水平軸風(fēng)力機(jī)葉片添加襟翼的分析研究[D];西華大學(xué);2011年

，

本文編號(hào)：1679088