【摘要】：風(fēng)力機(jī)葉片的氣動性能計算是風(fēng)力機(jī)研發(fā)設(shè)計面臨的重要難題之一,而風(fēng)力機(jī)總是運(yùn)行在非定常流環(huán)境中,因此有必要研究風(fēng)力機(jī)葉片的非定常氣動載荷計算問題。 本文首先建立風(fēng)力機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)的空M坐標(biāo)系,將定常動量葉素理論推廣到非定常狀態(tài)下的應(yīng)用情形,其次介紹了L-B動態(tài)失速模型分別在附著流、分離流及動態(tài)失速渦脫落下的模擬特性,并修正了弦向力及俯仰力矩系數(shù)的計算公式,給出S809翼型在振蕩條件下的非定常計算結(jié)果,與OSU實驗數(shù)據(jù)對比,吻合良好。 為了考慮風(fēng)力機(jī)運(yùn)行時葉片產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)效應(yīng),引進(jìn)Du-Selig三維失速延遲模型,以UAE風(fēng)力機(jī)為研究對象進(jìn)行了定常計算驗證,發(fā)現(xiàn)在葉片的內(nèi)側(cè)區(qū)域失速模型具有較好的預(yù)測能力,而在葉片外側(cè)區(qū)域計算誤差較大。 最后在非定常L-B動態(tài)失速模型中耦合Du-Selig失速延遲模型,以非定常動量葉素理論提供氣動數(shù)據(jù)輸入,給出了一套水平軸風(fēng)力機(jī)葉片非定常氣動性能的計算方法。對處于偏航條件下的NREL/UAE兩葉片上風(fēng)向失速型風(fēng)力機(jī)進(jìn)行了計算,將計算結(jié)果同非定常實驗數(shù)據(jù)作比較,可以看出模型總體上具有捕捉非定常氣動特性的能力,在某些情況下計算存在較大誤差,需進(jìn)一步改進(jìn)或者限定模型的應(yīng)用范圍。 本文所做的研究工作可為風(fēng)力機(jī)的研發(fā)設(shè)計及氣動性能評價提供理論參考依據(jù),在工程計算領(lǐng)域具有一定的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TK83

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本文編號：2622261