【摘要】： 風(fēng)能作為一種取之不盡、用之不竭的新型能源具有良好的應(yīng)用前景和開(kāi)發(fā)潛力。我國(guó)的風(fēng)能資源比較豐富,大力發(fā)展風(fēng)電符合我國(guó)確立的可持續(xù)性發(fā)展的戰(zhàn)略要求。近年來(lái),將空氣動(dòng)力學(xué)的理論應(yīng)用于風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)的研究逐步深入,計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算流體力學(xué)的發(fā)展為提高水平軸風(fēng)力機(jī)研究水平提供了有利條件。 風(fēng)力機(jī)的氣動(dòng)性能預(yù)測(cè)是風(fēng)力機(jī)研究者面臨的最困難的工作之一,也是風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)的必要步驟。準(zhǔn)確預(yù)測(cè)直接影響到風(fēng)力機(jī)的工作壽命及經(jīng)濟(jì)成本。自然界風(fēng)的不穩(wěn)定性及葉片流場(chǎng)的三維特性在一定程度上都增加了風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能預(yù)測(cè)的難度。 本文的工作如下: 1.分析L-B(Leishman-Beddoes)動(dòng)態(tài)失速模型,結(jié)合Du-Selig靜態(tài)失速模型中對(duì)分離點(diǎn)三維修正的方法,進(jìn)行三維旋轉(zhuǎn)修正,編寫(xiě)相應(yīng)的計(jì)算程序。計(jì)算翼型S809在不同平均攻角不同縮減頻率下的動(dòng)態(tài)失速性能,并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。 2.將以上的L-B動(dòng)態(tài)失速模型耦合進(jìn)課題組水平軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能預(yù)測(cè)程序中,對(duì)美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室的水平軸風(fēng)力機(jī)在不同偏航角度下的氣動(dòng)性能進(jìn)行預(yù)測(cè),并實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。 3.采用多流管模型對(duì)垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能進(jìn)行預(yù)測(cè),利用多流管模型計(jì)算某公司的垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)特性。并對(duì)多流管模型進(jìn)行修正,改善收斂性能。 4.基于垂直軸風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行原理,有效攻角沿不同周向位置變化,對(duì)多流管模型利用動(dòng)態(tài)失速模型進(jìn)行修正,并對(duì)Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室17m垂直軸風(fēng)力機(jī)進(jìn)行氣動(dòng)性能預(yù)測(cè),并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。
【圖文】：

并增加弦長(zhǎng)以達(dá)到中等風(fēng)速時(shí)的最佳的風(fēng)輪性能。這一設(shè)計(jì)方法力機(jī)年平均的能量輸出大大增加[17]。入 90 年代以來(lái)，隨著計(jì)算流體力學(xué)水平的提高，各種葉片幾何優(yōu)現(xiàn)。采用粘性-無(wú)粘的迭代數(shù)值計(jì)算，或是葉片表面邊界層的分析流、轉(zhuǎn)捩點(diǎn)的確定)，，各截面氣動(dòng)參數(shù)的準(zhǔn)確確定，實(shí)現(xiàn)了在一定佳的葉片幾何形狀設(shè)計(jì)[18]。

以看到在沒(méi)有發(fā)生失速前的葉片氣動(dòng)性能和葉片在二一致，但是風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)的升力系數(shù)并沒(méi)有像二速后下降，而且在不同徑向位置葉片的最大升力系數(shù)升力系數(shù)最大達(dá)到 2.4 且基本上沒(méi)有下降的趨勢(shì)。而系數(shù)逐漸降低。從葉片升阻力系數(shù)的預(yù)測(cè)值和實(shí)驗(yàn)值機(jī)功率輸出峰值預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)值間的差別，因此使用更系數(shù)的預(yù)測(cè)值和實(shí)驗(yàn)值的比較來(lái)說(shuō)明問(wèn)題。從圖 1-20。時(shí)最大推力系數(shù)的試驗(yàn)值為預(yù)測(cè)值的 3 倍，由此知大的原因。圖 1-5 為葉片在葉高為 63%時(shí)的實(shí)際扭矩對(duì)比。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：TK83

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2637369