本文關鍵詞：風力機葉片氣動特性研究

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【摘要】：隨著社會的不斷發(fā)展進步,能源與環(huán)境問題始終是人類不可避免的話題,對可持續(xù)的清潔能源的有效利用是我們追尋的目標,因此,儲藏量巨大的風能越來越受到各國的重視。將風能轉化為電能的風力機得到了十足的發(fā)展,其型號廣泛,從家用的小型機一直延伸到工業(yè)發(fā)電的大型機。在來風狀態(tài)相同時,風力機性能的優(yōu)劣是影響能量轉化效率的重要因素,因此,使風力機在不同的來流風速下保持良好的氣動特性,從而以最優(yōu)的風能利用效率完成能量轉換是要達到的目的。風力機的氣動性能是葉片表面流場結構引起的,因此對風力機氣動性能的研究,即是對其流場與受力等因素的分析�；诖�,我們選取了S809翼型及由其作為葉素所構成的風力機葉片PhaseⅥ進行了數(shù)值模擬計算。本文首先對S809翼型用流體計算軟件Fluent進行了數(shù)值模擬計算。分別運用單方程SA模型、雙方程標準k-ε模型和三方程k-kl-ω轉捩模型計算了攻角為0~20°情況下的氣動特性,并將模擬計算結果與實驗值進行了對比。其次,對S809翼型沿展向拉伸,用NUMECA計算了三維靜止葉片的流場特性,并與二維計算結果和實驗值進行了對比。最后,通過PhaseⅥ的葉片參數(shù)建模,在ProE軟件中生成葉片三維模型,并在NUMECA軟件中的Autogrid5中生成計算域網(wǎng)格,用Fine進行三維旋轉葉片的數(shù)值計算。將計算結果與之前的二維、三維靜止葉片及實驗數(shù)據(jù)進行對比,得出彼此間的差異。計算了不同尖速比時葉片的風能利用效率,以及不同來流風速下風力機能量轉化效率隨風力機轉速的變化情況。
【關鍵詞】：S809翼型 PhaseⅥ葉片 氣動特性 風能利用效率
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 研究背景與意義9
• 1.2 風能利用現(xiàn)狀9-12
• 1.3 風力機簡介12-14
• 1.4 風力機的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.4.1 國外的風機設計15
• 1.4.2 國內的風機研究情況15-17
• 1.5 本文的主要工作17-19
• 第二章 數(shù)值模擬方法及風力機葉片相關理論19-33
• 2.1 湍流模型19-24
• 2.1.1 湍流的基本方程19-20
• 2.1.2 Spalart-Allmaras單方程模型20
• 2.1.3 標準k-ε 雙方程模型20-21
• 2.1.4 k-kl-ω 轉捩模型21-24
• 2.2 風力機葉片相關理論24-32
• 2.2.1 一維動量理論25-27
• 2.2.2 動量葉素理論27-32
• 2.3 渦流理論32
• 2.4 本章小結32-33
• 第三章 二維翼型與三維靜止葉片的氣動特性分析33-49
• 3.1 S809翼型概述33-34
• 3.2 計算模型的建立34-38
• 3.2.1 物理模型35
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分35-36
• 3.2.3 數(shù)學模型的選取36
• 3.2.4 初值條件設置36-38
• 3.3 計算結果的處理與分析38-45
• 3.3.1 升阻力系數(shù)與實驗值的對比38-39
• 3.3.2 流場分析39-45
• 3.4 翼型的三維特性分析45-48
• 3.5 本章小結48-49
• 第四章 三維旋轉葉片的氣動特性分析49-71
• 4.1、建立計算的物理模型49-52
• 4.1.1 葉片參數(shù)及建立葉片模型49-51
• 4.1.2 網(wǎng)格劃分51-52
• 4.1.3 條件設置52
• 4.2 計算結果分析52-54
• 4.3 葉片剖面壓力系數(shù)分布54-60
• 4.4 流場分析60-63
• 4.5 三維旋轉效應產(chǎn)生的原因63-64
• 4.6 葉片后部流場分析64-66
• 4.7 氣動性能分析66-69
• 4.8 本章小結69-71
• 第五章 總結與展望71-73
• 5.1 總結71-72
• 5.2 展望72-73
• 參考文獻73-76
• 致謝76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙群;王永泉;李輝;;世界風力發(fā)電現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];機電工程;2006年12期

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本文編號：774718