【摘要】：風(fēng)能是一種清潔可再生的能源，隨著人們對風(fēng)能利用狀況的日益關(guān)注，世界各國都進(jìn)一步加大了對風(fēng)力發(fā)電的開發(fā)力度，若要最大限度的利用風(fēng)能發(fā)電，則風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)需要利用數(shù)值設(shè)計(jì)方法作進(jìn)一步的優(yōu)化。另外，計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算流體力學(xué)的發(fā)展為風(fēng)力機(jī)研究水平的提高提供了便捷有利的條件。 風(fēng)力機(jī)流場是一個(gè)可壓縮的、有黏性的非定常流場，，它的數(shù)學(xué)模型為非線性、非定常偏微分方程組的定解問題。為了數(shù)值求解該定解問題，本文從建立數(shù)學(xué)模型、給出有限差分法離散化格式、分析牛頓迭代格式局部收斂性、實(shí)例仿真等幾個(gè)方面進(jìn)行深入研究，研究工作具體內(nèi)容和結(jié)論如下： （1）風(fēng)力機(jī)流場的求解區(qū)域?yàn)轭悎A柱體，在柱坐標(biāo)系下進(jìn)行數(shù)值求解往往比直角坐標(biāo)系方便，因此，利用坐標(biāo)變換將直角坐標(biāo)系下的控制方程變換為柱坐標(biāo)系下的控制方程，給出柱坐標(biāo)系下的初邊界條件，得到相應(yīng)的定解問題。 （2）利用有限差分方法將柱坐標(biāo)系下的定解問題進(jìn)行離散化，得到一個(gè)非線性方程組；利用牛頓法數(shù)值求解該非線性方程組得到牛頓迭代格式—線性方程組；采用超松弛方法求解該線性方程組。 （3）分析牛頓迭代格式的局部收斂性，給出局部收斂條件。其中給出牛頓迭代格式局部收斂條件是本文研究的重點(diǎn)。 （4）為了驗(yàn)證本文所給牛頓法局部收斂性條件的有效性及可行性，應(yīng)用VisualFortran語言平臺編制相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序。 通過對具體實(shí)例的數(shù)值仿真結(jié)果進(jìn)行分析，可知牛頓法局部收斂性取決于時(shí)間步長的取值；對不同的時(shí)間步長，牛頓法的收斂情況不同；時(shí)間步長實(shí)際取值要比理論值偏大些。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TK83;O241.82

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2641438