本文關(guān)鍵詞：提高風(fēng)力機(jī)葉型氣動(dòng)性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：提高風(fēng)力機(jī)葉型氣動(dòng)性能是發(fā)展大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的重要需求。本文針對(duì)改善風(fēng)力機(jī)葉型氣動(dòng)性能這一問題,在風(fēng)力機(jī)專用新葉型氣動(dòng)性能研究、利用定常吸氣和振蕩射流兩種主動(dòng)控制技術(shù)增加葉型升力和推遲失速等兩個(gè)方面進(jìn)行了數(shù)值和實(shí)驗(yàn)研究。研究工作具體內(nèi)容和結(jié)論如下: 本文采用有限體積法以及基于壓力修正的SIMPLE方法和k-ω為基礎(chǔ)的SST湍流模型,在大范圍攻角下對(duì)FFA和NACA兩個(gè)系列的7種風(fēng)力機(jī)葉型繞流流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比證明了數(shù)值計(jì)算的可靠性。所得到的葉型氣動(dòng)性能數(shù)據(jù),為工程設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。 數(shù)值模擬結(jié)果表明,在相同的來流條件下,風(fēng)力機(jī)專用葉型氣動(dòng)性能比傳統(tǒng)葉型有較大提高,并且更符合風(fēng)力機(jī)長(zhǎng)葉片不同部位對(duì)葉型氣動(dòng)性能的要求。用于葉尖部分的薄葉型在小攻角下具有更高的升阻比;用于葉根部分的厚葉型具有更好的失速性能。通過分析,探討了葉型的幾何參數(shù)如厚度、最大厚度處距離前緣的距離等對(duì)葉型氣動(dòng)性能的影響規(guī)律,為我國設(shè)計(jì)和開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的風(fēng)力機(jī)葉型提供了有意義的參考。 通過對(duì)NACA0015翼型頭部施加定常吸氣或振蕩射流繞流流場(chǎng)的數(shù)值模擬,探討了它們?cè)黾右硇蜌鈩?dòng)性能的機(jī)理。數(shù)值模擬結(jié)果表明,定常吸氣通過抽走翼型吸力面附近低能流體,增加了翼型吸力面附近流體的動(dòng)能,提高了翼型的升力,減小了阻力;振蕩射流將吸力面穩(wěn)定的低能渦變成以一定頻率脫落的強(qiáng)制分離渦,增加了翼型吸力面流體的動(dòng)能,從而提高了翼型的升力。 通過數(shù)值模擬和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn),探討了定常吸氣和振蕩射流提高NACA0015翼型氣動(dòng)性能的規(guī)律,得到了施加定常吸氣和振蕩射流提高翼型氣動(dòng)性能的最有效位置區(qū)間、最優(yōu)動(dòng)量系數(shù)區(qū)間以及振蕩射流的最優(yōu)無量綱頻率區(qū)間。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力機(jī) 翼型 氣動(dòng)性能 定常吸氣 振蕩射流
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號(hào)】：TK83
【目錄】：

• 摘 要2-3
• Abstract3-5
• 目 錄5-8
• 第一章 序 論8-26
• 1.1 國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀8-10
• 1.2 風(fēng)力機(jī)的發(fā)展10-12
• 1.3 風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能參數(shù)與研究方法12-18
• 1.3.1 風(fēng)輪的氣動(dòng)性能參數(shù)與設(shè)計(jì)方法的發(fā)展13-17
• 1.3.2 風(fēng)力機(jī)葉型的氣動(dòng)性能參數(shù)17-18
• 1.4 提高葉型氣動(dòng)性能的研究進(jìn)展18-24
• 1.4.1 改善葉型造型提高葉型氣動(dòng)性能18-20
• 1.4.2 采用流動(dòng)的主動(dòng)控制技術(shù)提高葉型氣動(dòng)性能20-24
• 1.4 課題的目的和內(nèi)容24-26
• 第二章 流動(dòng)的數(shù)值模擬方法26-44
• 2.1 流動(dòng)控制方程26-27
• 2.2 湍流模型27-31
• 2.3 貼體坐標(biāo)變換31-36
• 2.4 控制方程和差分格式36-40
• 2.4.1 擴(kuò)散項(xiàng)37
• 2.4.2 對(duì)流項(xiàng)37-40
• 2.5 計(jì)算網(wǎng)格40-43
• 2.6 小結(jié)43-44
• 第三章 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)方法44-52
• 3.1 實(shí)驗(yàn)風(fēng)洞和實(shí)驗(yàn)葉片44-45
• 3.2 射流的產(chǎn)生和測(cè)量45-48
• 3.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)48-49
• 3.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法49
• 3.5 誤差分析49-51
• 3.6 小結(jié)51-52
• 第四章 風(fēng)力機(jī)專用葉型氣動(dòng)性能的研究52-72
• 4.1 流場(chǎng)數(shù)值模擬方法52-55
• 4.1.1 計(jì)算網(wǎng)格52-54
• 4.1.2 邊界條件54-55
• 4.1.3 收斂控制55
• 4.2 NACA0015翼型繞流數(shù)值模擬結(jié)果與翼型特性55-60
• 4.3 新型風(fēng)力機(jī)葉型繞流流動(dòng)模擬結(jié)果及分析60-68
• 4.3.1 FFA系列葉型繞流流動(dòng)模擬結(jié)果60-64
• 4.3.2 NACA系列葉型繞流流動(dòng)數(shù)值模擬結(jié)果分析64-68
• 4.4 風(fēng)力機(jī)專用葉型相對(duì)于傳統(tǒng)翼型的特點(diǎn)68-69
• 4.5 葉型幾何參數(shù)對(duì)氣動(dòng)性能的影響69-70
• 4.6 小結(jié)70-72
• 第五章 主動(dòng)控制翼型失速提高翼型氣動(dòng)性能的研究72-89
• 5.1 定常吸氣控制翼型失速的研究72-77
• 5.1.1 定常吸氣邊界條件72-73
• 5.1.2 施加定常吸氣的翼型繞流流場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果分析73-75
• 5.1.3 施加定常吸氣后翼型總體氣動(dòng)性能的變化75-76
• 5.1.4 定常吸氣動(dòng)量系數(shù) 對(duì)翼型氣動(dòng)性能變化的影響76-77
• 5.1.5 施加定常吸氣的位置對(duì)翼型氣動(dòng)性能的影響77
• 5.2 振蕩射流控制翼型失速的研究77-87
• 5.2.1 振蕩射流邊界條件78
• 5.2.2 加入振蕩射流后翼型表面壓力分布和流場(chǎng)的變化78-82
• 5.2.3 加入振蕩射流后翼型總體氣動(dòng)性能的變化82-85
• 5.2.4 振蕩射流控制翼型失速規(guī)律的研究85-87
• 5.3 小結(jié)87-89
• 第六章 結(jié)論與展望89-92
• 6.1 結(jié)論89-90
• 6.2 突出成果和創(chuàng)新點(diǎn)90
• 6.3 展望90-92
• 參考文獻(xiàn)92-96
• 致謝96-97
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文97

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 程危危;曹登慶;初世明;;風(fēng)力機(jī)葉片動(dòng)力學(xué)建模研究[J];動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào);2011年04期

2 雷軍;張海榮;;風(fēng)力發(fā)電機(jī)振動(dòng)與噪聲測(cè)試及其減噪方法研究[J];北方環(huán)境;2011年12期

3 楊從新;巫發(fā)明;張玉良;;基于滑移網(wǎng)格的垂直軸風(fēng)力機(jī)非定常數(shù)值模擬[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2009年06期

4 李宇紅;張慶麟;;風(fēng)力機(jī)葉片三維流動(dòng)特性與氣動(dòng)性能的數(shù)值分析[J];太陽能學(xué)報(bào);2008年09期

5 靳允立;胡駿;;翼型失速及雷諾數(shù)變化對(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能影響的數(shù)值研究[J];太陽能學(xué)報(bào);2009年09期

6 楊從新;姬永魁;;關(guān)于對(duì)稱翼型氣動(dòng)特性數(shù)值模擬的研究[J];新技術(shù)新工藝;2012年07期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 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

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 雷恩奇;基于多目標(biāo)遺傳算法的風(fēng)力機(jī)葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];蘭州理工大學(xué);2011年

2 皇甫凱林;三葉片直翼式垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能模擬研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2010年

3 齊曉慧;新型鏈傳動(dòng)式風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能的數(shù)值模擬[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2010年

4 辛爭(zhēng)秋;離心壓縮機(jī)推力軸承故障機(jī)理研究[D];北京化工大學(xué);2011年

5 蘇明軍;水平軸風(fēng)力機(jī)葉片翼型的氣動(dòng)特性研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2007年

6 張義華;水平軸風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬[D];重慶大學(xué);2007年

7 趙先民;水平軸風(fēng)力機(jī)動(dòng)力特性和流場(chǎng)的數(shù)值模擬[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

8 黃華;風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪葉片設(shè)計(jì)計(jì)算方法研究[D];西華大學(xué);2008年

9 李春輝;變工況下大型風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪的氣動(dòng)性能預(yù)估[D];蘭州理工大學(xué);2008年

10 劉楠;水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪氣動(dòng)數(shù)值模擬及性能計(jì)算[D];西安理工大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：提高風(fēng)力機(jī)葉型氣動(dòng)性能的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：385109