發(fā)布時(shí)間：2020-06-20 02:05

【摘要】： 隨著社會的發(fā)展,現(xiàn)今對能源的需求在不斷增加,由于對環(huán)境污染的擔(dān)憂,開發(fā)和利用新能源,特別是可再生能源,已成為當(dāng)今世界各國的緊迫任務(wù)。風(fēng)能作為一種可以規(guī)�；褂玫目稍偕茉匆呀�(jīng)受到廣泛的重視。 風(fēng)能主要由風(fēng)力機(jī)來進(jìn)行采集發(fā)電。風(fēng)力機(jī)分為水平軸風(fēng)力機(jī)(HAWT)和垂直軸風(fēng)力機(jī)(VAWT),水平軸風(fēng)力機(jī)由于技術(shù)較為成熟而被廣泛應(yīng)用。隨著研究實(shí)踐的深入,垂直軸風(fēng)力機(jī)也因其眾多的優(yōu)點(diǎn)而被重視,開發(fā)性能優(yōu)良的垂直軸風(fēng)力機(jī)也被很多風(fēng)力機(jī)廠商提上日程。而風(fēng)力機(jī)的核心部件-葉片占到了風(fēng)機(jī)制造成本的1/3,其空氣動力學(xué)性能也直接影響到了風(fēng)機(jī)整機(jī)的風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率。正是基于此,本文旨在利用CFD數(shù)值模擬方法對垂直軸風(fēng)力機(jī)展開氣動設(shè)計(jì)。 本文歸納了垂直軸風(fēng)力機(jī)的不同發(fā)展歷程,介紹了計(jì)算流體動力學(xué)方法(CFD方法)在垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,總結(jié)了影響風(fēng)機(jī)空氣動力學(xué)性能的主要因素,即葉片翼型、尖速比、密實(shí)度、葉輪形狀等。同時(shí),歸納了CFD軟件(FLUENT)的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)以及CFD數(shù)值模擬的求解過程。采用CFD方法對翼型進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,得出了性能較為優(yōu)越的翼型。使用該翼型對風(fēng)力機(jī)葉片進(jìn)行二維建模,并采用CFD方法對二維模型進(jìn)行數(shù)值模擬。比較不同參數(shù)下風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能轉(zhuǎn)化系數(shù)和不同參數(shù)下的流場分布,得出了不同參數(shù)下風(fēng)輪的風(fēng)能轉(zhuǎn)化系數(shù)分布規(guī)律以及流場變化規(guī)律。利用二維數(shù)值模擬的結(jié)論設(shè)計(jì)出額定功率為100kW的垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片,并對其做三維CFD數(shù)值模擬,對風(fēng)力機(jī)的功率進(jìn)行校核。 論文的研究成果有著很好的工程應(yīng)用價(jià)值,并對垂直軸風(fēng)力機(jī)的氣動設(shè)計(jì)有著重要的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TK83
【圖文】：

下降；軸風(fēng)力機(jī)的設(shè)備可放置在地面，大幅降低安裝與維好；軸風(fēng)機(jī)的葉片多采用等截面翼型，制造工序簡單，軸風(fēng)力機(jī)可通過適當(dāng)提高葉輪的高徑比增加其掃風(fēng)積風(fēng)能利用，有利于垂直軸風(fēng)力機(jī)向大型化，產(chǎn)業(yè)軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的氣動噪聲較小。風(fēng)力機(jī)類型風(fēng)機(jī)葉輪的推動方式的不同，可以將風(fēng)力機(jī)分為阻風(fēng)力機(jī)力機(jī)是最早形式的垂直軸風(fēng)力機(jī)，其典型代表-垂直年的應(yīng)用歷史[13]，而資料有詳細(xì)記載的是建于公元圖 1-1 所示：

機(jī)最早形式的垂直軸風(fēng)力機(jī)，其典型代用歷史[13]，而資料有詳細(xì)記載的是建于 所示：圖 1-1 中國古代的垂直軸風(fēng)車Fig.1-1 VAWT in ancient China軸風(fēng)車屬于平板型風(fēng)輪，其簡化的平

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 惠萬馨;顧煜炯;劉莎莎;王向志;;垂直軸風(fēng)力機(jī)三維氣動性能的數(shù)值模擬及分析[J];現(xiàn)代電力;2013年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 李連升;小型H型垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片翼型流固耦合分析及塔架靜動力研究[D];山東大學(xué);2012年

2 談宏飛;新型組合式垂直軸風(fēng)力機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];浙江工業(yè)大學(xué);2012年

3 李振朋;升力型、升阻型垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];蘭州理工大學(xué);2013年

4 惠萬馨;垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動性能分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];華北電力大學(xué);2013年

本文編號：2721695