作為一種最可能與水平軸風(fēng)力機(jī)處于互補(bǔ)地位占據(jù)風(fēng)電市場的風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置,垂直軸風(fēng)力機(jī)從其概念誕生以來就備受關(guān)注。國內(nèi)外研究學(xué)者紛紛對其進(jìn)行提高風(fēng)能利用率方面的研究,而其結(jié)果往往單方面提高風(fēng)能利用率卻忽略了風(fēng)力機(jī)本身運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。由此本文從空氣動力穩(wěn)定性的角度切入以研究垂直軸風(fēng)力機(jī),基于穩(wěn)定性的概念,設(shè)計(jì)了一套新的翼型和葉片。主要研究工作包括:引入翼型空氣動力學(xué)的理論,在穩(wěn)態(tài)求解器下通過速度合成方法計(jì)算平板、NACA 0012、NACA 23012翼型的升力、阻力、翻轉(zhuǎn)力矩、空動中心,結(jié)果顯示翼型的差異并沒有造成太大的靜力和翻轉(zhuǎn)力矩差異;引入湍流的理論,在穩(wěn)態(tài)求解器下通過速度合成方法計(jì)算NACA 0012、NACA 2412、NACA 23012翼型的湍動能、湍流強(qiáng)度、生成速率、耗散速率、湍流粘度,結(jié)果顯示NACA 0012的TKE和TI特性最穩(wěn)定,而NACA2412偏離度很大,其絕對值也最高,NACA23012的湍流粘度值最低;采用弦線迎合運(yùn)動軌跡的思想,提出了基于Joukowski變形法和Trefftz構(gòu)圖法的垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片翼型設(shè)計(jì)方法,并設(shè)計(jì)出了LJY系列翼型;將新翼型和其他... 

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 空氣動力穩(wěn)定性
        1.2.2 翼型設(shè)計(jì)
        1.2.3 葉片構(gòu)造
        1.2.4 流體驅(qū)動仿真
    1.3 本課題主要研究內(nèi)容
第二章 翼型氣動穩(wěn)定性分析與計(jì)算
    2.1 翼型力學(xué)性能分析與計(jì)算
        2.1.1 利用空氣動力學(xué)構(gòu)建翼型力學(xué)模型
        2.1.2 數(shù)值模擬
        2.1.3 研究結(jié)果和討論
    2.2 翼型產(chǎn)生湍流分析與計(jì)算
        2.2.1 利用統(tǒng)計(jì)理論構(gòu)建翼型湍流模型
        2.2.2 數(shù)值模擬
        2.2.3 研究結(jié)果和討論
    2.3 小結(jié)
第三章 翼型正向設(shè)計(jì)
    3.1 儒科夫斯基變換
    3.2 特雷夫茨圖解法
    3.3 LJY(c/R)/(d/c)系列翼型生成
    3.4 數(shù)值模擬設(shè)置
    3.5 結(jié)果和討論
    3.6 小結(jié)
第四章 適用于垂直軸風(fēng)力機(jī)的葉片探究比較
    4.1 氣流下洗、環(huán)量和基本翼方程
    4.2 葉片后方近場分析
    4.3 翼展分析對比
        4.3.1 矩形葉片
        4.3.2 橢圓形葉片
        4.3.3 楔形葉片
        4.3.4 后掠葉片
    4.4 數(shù)值模擬
    4.5 結(jié)果與討論
        4.5.1 靜力和翻轉(zhuǎn)力矩
        4.5.2 湍流計(jì)算
        4.5.3 渦流與翼展分布
    4.6 小結(jié)
第五章 適用于垂直軸風(fēng)力機(jī)的葉片設(shè)計(jì)
    5.1 設(shè)計(jì)理念
    5.2 LJY(s/R)/(?)葉片的構(gòu)型設(shè)計(jì)
    5.3 與螺旋葉片的不同
    5.4 小結(jié)
第六章 垂直軸風(fēng)力機(jī)流體驅(qū)動仿真
    6.1 計(jì)算模型準(zhǔn)備
        6.1.1 風(fēng)力機(jī)幾何模型
        6.1.2 質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量
        6.1.3 發(fā)電機(jī)的抗負(fù)載
    6.2 流體驅(qū)動模擬
        6.2.1 網(wǎng)格
        6.2.2 求解器設(shè)置
    6.3 結(jié)果和討論
    6.4 小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
專業(yè)術(shù)語詞表
附錄1 LJY(200/2000)/12形狀及其100個位置點(diǎn)坐標(biāo)
附錄2 LJY(800/2000)/12形狀及其100個位置點(diǎn)坐標(biāo)
在攻讀碩士學(xué)位期間公開發(fā)表的論文與參加的項(xiàng)目
    A：在國內(nèi)外刊物上發(fā)表的論文
    B：授權(quán)發(fā)明專利
    C：申請發(fā)明專利
    D：參與項(xiàng)目
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]垂直軸風(fēng)力機(jī)翼型研究現(xiàn)狀及對策[J]. 曹陽,李巧梅,李小寧,吳國慶,朱維男,曹艷華.  現(xiàn)代制造工程. 2013(10)
[2]國外大型風(fēng)力機(jī)技術(shù)的新進(jìn)展[J]. 李曄.  應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2013(10)
[3]垂直軸風(fēng)力機(jī)葉尖速比分析研究[J]. 陳忠維.  可再生能源. 2008(05)

碩士論文
[1]5kW垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動性能研究[D]. 李金龍.蘭州理工大學(xué) 2014
[2]10kW的H型垂直軸風(fēng)力機(jī)的靜動力學(xué)分析[D]. 李佳佳.華北電力大學(xué) 2014
[3]Darrieus型垂直軸風(fēng)力機(jī)自由尾跡模型評估及氣動性能分析[D]. 施璐.華中科技大學(xué) 2013



本文編號：3651061