【摘要】：隨著環(huán)境問題的日益突出,能源供應(yīng)的漸趨緊張,可再生能源越來越引起人們的重視。而作為可再生能源形式的風(fēng)力發(fā)電,不但清潔無污染,而且是可再生能源發(fā)電技術(shù)中最成熟和最具規(guī)模開發(fā)條件的發(fā)電方式之一,已受到世界各國(guó)的歡迎和重視。水平軸風(fēng)力機(jī)和垂直軸風(fēng)力機(jī)是風(fēng)力機(jī)的兩種基本形式,其中水平軸風(fēng)力機(jī)是目前應(yīng)用最廣的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī),而垂直軸風(fēng)力機(jī)憑借其自身的特性,也越來越被人們所重視。另外,隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和三維湍流模擬技術(shù)的提高,CFD方法在風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能研究中的作用越來越明顯。基于此,本文選取了具有代表意義的風(fēng)力機(jī)專用NACA0015翼型,對(duì)其穩(wěn)態(tài)及非穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。 本文首先選取S-A湍流模型和SST湍流模型對(duì)NACA0015翼型原型進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)的數(shù)值模擬,比較了因湍流模型的不同帶來的差異,得出了該翼型的氣動(dòng)特性,在此基礎(chǔ)上選取了較為合適本文算例的S-A湍流模型對(duì)添加了不同高度的Gurney襟翼的NACA0015翼型進(jìn)行模擬,并與NACA0015原型翼型進(jìn)行了比較,數(shù)值模擬的結(jié)果表明,在風(fēng)力機(jī)翼型尾部添加襟翼,確實(shí)能夠提高翼型的最大升力系數(shù)和有效升力系數(shù),其增升效果與其高度密切相關(guān),比較得出在襟翼高度為2%弦長(zhǎng)時(shí),可達(dá)到穩(wěn)態(tài)下最佳升阻比的輸出效果。 然后采用Fluent軟件中的滑移網(wǎng)格技術(shù)對(duì)直葉片垂直軸風(fēng)力機(jī)整體進(jìn)行了非定常數(shù)值模擬,得到尾流速度、特定過流斷面的速度分布規(guī)律,結(jié)果表明,采用滑移網(wǎng)格技術(shù)對(duì)直葉片垂直軸風(fēng)力機(jī)進(jìn)行非定常的數(shù)值模擬能夠較好地反映流場(chǎng)特性。接著基于對(duì)添加襟翼穩(wěn)態(tài)計(jì)算的結(jié)果,對(duì)采用NACA0015原型及三個(gè)系列8種不同尾部改型形式(包括Gurney型、Gurney型內(nèi)外側(cè)改型、T型)模擬計(jì)算出功率系數(shù)并進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果顯示2%內(nèi)部改型及T型尾翼葉片出力特性要優(yōu)于原始葉片,尤其在尖速比3左右,能較大的提高整機(jī)功率,但是改型適用的尖速比范圍尚小,隨著尖速比曾到3.5以后,任何尾部改型形式在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中都有阻力增大的趨勢(shì),此處仍需繼續(xù)深入的研究。最后,總結(jié)并討論了本課題未來的研究方向,為進(jìn)一步的研究奠定了基礎(chǔ)。
【圖文】：

浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文值模擬的邊界條件A0015 翼型進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，所采用的邊界條件為：長(zhǎng) C=150mm，，弦長(zhǎng)雷諾數(shù)μρV cRe∞= ≈3.6x510 ，來流攻角在隔取為 1°，通過改變?nèi)肓鞣较騺砀淖児ソ堑拇笮�。的�?shù)值模擬涉及三類邊界條件：(1)翼型給定無滑移的壁面邊邊界條件；(3)流場(chǎng)出口給定壓力出口邊界。

15圖 3-3 NACA0015 翼型網(wǎng)格局部放大圖模型與控制方程的離散慮了翼型在靜態(tài)時(shí)的繞流情況，不考慮翼型的俯仰運(yùn)動(dòng)或平行性進(jìn)行 CFD 計(jì)算，因此可選擇穩(wěn)態(tài)的 RANS 方程作為流動(dòng)的
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TK83

【引證文獻(xiàn)】

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1 王虎彬;徐志暉;;非對(duì)稱翼型安裝方式對(duì)垂直軸風(fēng)力機(jī)性能影響的數(shù)值研究[J];沈陽航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2013年01期

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1 徐艷苗;風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片氣動(dòng)性能與結(jié)構(gòu)分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2620764