為提高垂直軸風力機的氣動性能,針對小型雙葉片H型垂直軸風力機,提出3種渦流發(fā)生器在葉片表面安裝位置方案。建立風力機整機仿真模型并進行了網(wǎng)格獨立性驗證。利用ANYSY FLUENT軟件對垂直軸風力機進行三維流體力學仿真研究。研究結果表明:在上風區(qū)葉片內(nèi)表面和下風區(qū)葉片外表面加裝渦流發(fā)生器均可提高葉片的轉矩系數(shù),但分析流場顯示下風區(qū)流場紊亂,下風區(qū)葉片外表面加裝渦流發(fā)生器提升效果變差。3種方案中,葉片內(nèi)外表面加裝渦流發(fā)生器時垂直軸風力機風能利用率C_P提升效果最好,與原型風力機相比C_P提升6.4%。 

【文章來源】：中南大學學報(自然科學版). 2020年09期 北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

VG幾何形狀參數(shù)

葉片雙面加裝VG的三維圖

為驗證CFD仿真的準確性，將CFD仿真數(shù)據(jù)與日本三重大學風洞試驗數(shù)據(jù)[17]進行對比。圖7所示為VAWT單葉片旋轉1周轉矩系數(shù)CMl隨方位角θ變化曲線仿真值與實驗值的對比圖。從圖7可以看出：由于缺少旋轉軸及支撐桿相關參數(shù)，本文建立的三維VAWT模型忽略了旋轉軸及支撐桿等因素對風力機性能的影響，所以在局部方位角下仿真值與實驗值有所偏差，但是CFD仿真計算的結果與試驗值整體吻合良好，變化趨勢也基本保持一致。圖7 實驗值和CFD仿真值的對比

【參考文獻】：
期刊論文
[1]渦流發(fā)生器對垂直軸風力機翼型氣動性能的影響[J]. 張立軍,朱懷寶,顧嘉偉,馬東辰,米玉霞,于洪棟,劉靜,繆俊杰,李想.  中南大學學報(自然科學版). 2020(02)
[2]H型垂直軸風力機實時高效攻角調(diào)節(jié)方法研究[J]. 張立軍,趙昕輝,王旱祥,劉延鑫.  機械工程學報. 2018(10)
[3]基于渦流發(fā)生器的風洞試驗段附面層控制數(shù)值模擬[J]. 劉光遠,賈智亮,陳學孔,鄧吉龍.  氣體物理. 2018(03)
[4]垂直軸風輪阻力型支撐桿研究[J]. 張立軍,趙昕輝,馬東辰,米玉霞,王旱祥,劉延鑫.  中國機械工程. 2017(12)
[5]垂直軸風力機三維氣動性能的數(shù)值模擬及分析[J]. 惠萬馨,顧煜炯,劉莎莎,王向志.  現(xiàn)代電力. 2013(01)
[6]基于數(shù)值模型的渦流發(fā)生器參數(shù)設計[J]. 張磊,楊科,黃宸武,劉強,徐建中.  工程熱物理學報. 2012(12)
[7]小型垂直軸風力發(fā)電機風輪流場的三維數(shù)值模擬[J]. 王巧紅,張洛明,李博.  機械設計與制造. 2010(04)
[8]垂直軸風力機技術講座(一) 垂直軸風力機及其發(fā)展概況[J]. 李巖.  可再生能源. 2009(01)
[9]垂直軸風力發(fā)電機發(fā)展概述[J]. 田海姣,王鐵龍,王穎.  應用能源技術. 2006(11)
[10]渦流發(fā)生器研制及其對邊界層的影響研究[J]. 倪亞琴.  空氣動力學學報. 1995(01)



本文編號：2922421