發(fā)布時間：2021-04-22 11:56

　　隨著能源危機的加劇和人們環(huán)保意識的增強,風(fēng)能作為一種清潔、無污染的可再生能源,已受到世界各國的高度關(guān)注。在建筑環(huán)境中利用風(fēng)能發(fā)電具有免于輸送的優(yōu)點,能夠很好的解決偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電問題,對于無電居民的意義重要。本文以建筑物周圍風(fēng)能利用為出發(fā)點,采用理論分析與CFD數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,分析建筑物周圍三維風(fēng)場的基本狀況,重點探討建筑物屋頂上方的風(fēng)速與湍流強度隨高度的變化情況,為在建筑物屋頂安裝風(fēng)力機提供理論支持。首先,本文采用CFD數(shù)值模擬的方法主要對單個平頂建筑物、單個尖頂建筑物和兩個相鄰平頂建筑物周圍的風(fēng)場進行分析,利用風(fēng)速和湍流強度兩個因素探討了不同類型建筑物屋頂上方適合安裝風(fēng)力機的高度。結(jié)果表明:不同屋頂類型的建筑物對風(fēng)能都有一定的集結(jié)效果,屋頂上方的風(fēng)速能夠提高20%,可以使風(fēng)力機獲得較高的風(fēng)能;流經(jīng)建筑物的風(fēng)流由于發(fā)生紊亂而使湍流強度也隨之增大,建筑物屋頂中部的湍流強度最大;對比平頂建筑物和尖頂建筑物的風(fēng)場,可以得出不同的屋頂形式對風(fēng)場的影響很大,其在屋頂安裝風(fēng)力機的高度也不盡相同;對于兩座相鄰的建筑物,由于前方建筑物的阻擋,后方建筑物屋頂?shù)娘L(fēng)速有所降低,適合安裝風(fēng)力機的高度隨之... 

【文章來源】：濟南大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 概述
    1.2 建筑周圍風(fēng)環(huán)境的特點
        1.2.1 風(fēng)的形成
        1.2.2 風(fēng)繞建筑物流動的特點
    1.3 適宜風(fēng)力發(fā)電機的研究
    1.4 建筑物周圍風(fēng)環(huán)境的研究現(xiàn)狀
    1.5 小型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機的研究現(xiàn)狀
    1.6 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 CFD數(shù)值模擬技術(shù)簡介
    2.1 湍流的物理模型
    2.2 不可壓縮流體的控制方程
    2.3 湍流的數(shù)值模擬方法
    2.4 網(wǎng)格技術(shù)
        2.4.1 網(wǎng)格的分類
        2.4.2 網(wǎng)格質(zhì)量
    2.5 數(shù)值計算方法
    2.6 本章小結(jié)
第三章 建筑物周圍風(fēng)場的數(shù)值模擬
    3.1 平屋頂建筑物風(fēng)場分析
        3.1.1 建立幾何模型
        3.1.2 劃分網(wǎng)格
        3.1.3 設(shè)定邊界條件
        3.1.4 計算方法
        3.1.5 風(fēng)速 3m/s，風(fēng)向為 0°時建筑物周圍風(fēng)場分析
        3.1.6 不同風(fēng)向下建筑物屋頂風(fēng)能利用效果
        3.1.7 不同風(fēng)速時風(fēng)力機的安裝高度
    3.2 尖屋頂建筑物的風(fēng)場分析
    3.3 相鄰兩個建筑物屋頂風(fēng)能效果及風(fēng)力機安裝的參考位置
        3.3.1 相鄰兩個建筑物的幾何模型
        3.3.2 建筑物屋頂?shù)娘L(fēng)場分布
    3.4 不同高度的平頂建筑物的風(fēng)場分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 有風(fēng)力機的平頂建筑物風(fēng)場分析
    4.1 模型的建立與仿真
        4.1.1 建立幾何模型及網(wǎng)格劃分
        4.1.2 邊界條件的設(shè)置
        4.1.3 求解計算
    4.2 建筑物屋頂風(fēng)力機的仿真分析
        4.2.1 建筑物屋頂前沿處風(fēng)力機安裝位置
            4.2.1.1 屋頂前沿中部安裝風(fēng)力機的風(fēng)場分析
            4.2.1.2 屋頂前沿安裝多臺風(fēng)力機
        4.2.2 中線安裝風(fēng)力機位置的模擬分析
            4.2.2.1 中線三臺風(fēng)力機安裝高度為 8m時的風(fēng)場分析
            4.2.2.2 中線兩臺風(fēng)力機安裝高度為 3m時的風(fēng)場分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 風(fēng)力機翼型的選擇及其流場數(shù)值模擬
    5.1 翼型的幾何參數(shù)
    5.2 翼型在運動中的受力
    5.3 翼型的失速
    5.4 翼型的空氣動力學(xué)數(shù)值模擬
        5.4.1 攻角的計算
        5.4.2 計算模型的建立
            5.4.2.1 計算域的確定
            5.4.2.2 網(wǎng)格的劃分
            5.4.2.3 邊界條件的設(shè)定
    5.5 翼型的模擬結(jié)果
    5.6 本章小結(jié)
第六章 垂直軸風(fēng)力機的設(shè)計
    6.1 螺旋型垂直軸風(fēng)力機的設(shè)計
    6.2 葉輪的設(shè)計
        6.2.1 葉輪設(shè)計的參數(shù)
        6.2.2 額定風(fēng)速
        6.2.3 葉輪尺寸的確定
        6.2.4 風(fēng)輪葉片螺旋角度
        6.2.5 葉片翼型的選擇
    6.3 風(fēng)力機塔架的設(shè)計
    6.4 發(fā)電機的選擇
    6.5 風(fēng)力機的試驗分析
        6.5.1 試驗方案
        6.5.2 試驗裝置
            6.5.2.1 鼓風(fēng)機
            6.5.2.2 控制器
            6.5.2.3 示波器
    6.6 試驗結(jié)果
        6.6.1 風(fēng)速與轉(zhuǎn)速的試驗結(jié)果
        6.6.2 轉(zhuǎn)速與風(fēng)力機功率的試驗結(jié)果
        6.6.3 風(fēng)力機改進試驗
    6.7 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 主要工作與結(jié)論
    7.2 不足與展望
參考文獻
致謝
附錄


【參考文獻】：
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本文編號：3153733