【摘要】：隨著風(fēng)力機(jī)單機(jī)容量大型化的發(fā)展趨勢(shì)，風(fēng)力機(jī)的尺寸在不斷的擴(kuò)大，一些之前只在下風(fēng)型風(fēng)力機(jī)中影響較為嚴(yán)重的問(wèn)題，目前也逐步在上風(fēng)型風(fēng)力機(jī)中突顯出來(lái)，較為突出的就是塔影效應(yīng)，這種塔架對(duì)流動(dòng)的阻塞作用，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)載荷的瞬時(shí)降低，同時(shí)對(duì)塔架產(chǎn)生周期性載荷沖擊，嚴(yán)重影響風(fēng)力機(jī)的壽命和運(yùn)行安全。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)下風(fēng)型風(fēng)力機(jī)的塔架干涉流動(dòng)的研究，從實(shí)驗(yàn)、塔影模型以及CFD方法等方面開(kāi)展的研究已經(jīng)積累了很多研究成果，但專(zhuān)門(mén)針對(duì)上風(fēng)型風(fēng)力機(jī)塔架干涉的研究還很少。 文章采用CFD方法對(duì)NREL Phase VI上風(fēng)型風(fēng)力機(jī)的塔影效應(yīng)進(jìn)行全三維非定常數(shù)值模擬，通過(guò)對(duì)NREL Phase VI風(fēng)力機(jī)模型氣動(dòng)性能數(shù)值模擬方法的確認(rèn)研究，驗(yàn)證了Fluent求解器結(jié)合SST k-ω湍流模型并采用ICEM劃分的六面體網(wǎng)格對(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能模擬的方法的可靠性和準(zhǔn)確性，并采用該模擬方法，對(duì)NRELPhase VI上風(fēng)型風(fēng)力機(jī)的塔影效應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，對(duì)比了有無(wú)塔架兩個(gè)模型分別在7m/s，10m/s和20m/s三個(gè)來(lái)流風(fēng)速下氣動(dòng)載荷和流場(chǎng)的差別，對(duì)比結(jié)果發(fā)現(xiàn)，受塔影效應(yīng)的影響，軸扭矩和推力在180°方位角左右都有一個(gè)突降又快速回升的過(guò)程，隨著風(fēng)速的提高塔影效應(yīng)對(duì)風(fēng)力機(jī)的影響存在一個(gè)滯后現(xiàn)象，在同一風(fēng)速下，塔影沿葉片展向上也是在逐漸減弱的。另外，在對(duì)減弱塔影效應(yīng)方法探索中發(fā)現(xiàn)，鈍尾緣（Blunttrailing edge）在葉片的應(yīng)用，能夠較好的提高風(fēng)力機(jī)的氣動(dòng)性能，但是在減弱塔影效應(yīng)方面，并不能起到作用，而翼型塔架（Aerofoil tower）的導(dǎo)流作用明顯，對(duì)塔影的減弱，有一定幫助，但也理解為是塔架直徑的減小對(duì)減弱塔影效應(yīng)的貢獻(xiàn)。最后，加工制造出葉輪1:14縮小模型，并對(duì)接下來(lái)的塔影風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了具體介紹。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TK83
【圖文】：

[1]。圖1-1 風(fēng)力機(jī)發(fā)展趨勢(shì)[1]從目前國(guó)內(nèi)風(fēng)電的發(fā)展來(lái)看，根據(jù)中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專(zhuān)業(yè)委員會(huì)的近兩年中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示，2011 年中國(guó)（不包括臺(tái)灣地區(qū)）新增安裝風(fēng)電機(jī)組 11409

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文臺(tái)，裝機(jī)容量 17630.9MW，累計(jì)安裝風(fēng)電機(jī)組 45894 臺(tái)，裝機(jī)容量 62364.2MW，年增長(zhǎng) 39.4%。2012 年中國(guó)新增安裝風(fēng)電機(jī)組 7872 臺(tái)，裝機(jī)容量 12960MW，累計(jì)安裝風(fēng)電機(jī)組 53764 臺(tái)，裝機(jī)容量 75324.2MW，同比增長(zhǎng) 20.8%。[2, 3]另外，國(guó)家發(fā)改委能源研究所最新發(fā)布的《中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量發(fā)展路線圖 2050報(bào)告顯示，到 2020 年、2030 年和 2050 年，中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量將分別達(dá)到 2 億、4 億和 10 億 KW，將成為中國(guó)的五大電源之一。到 2050 年，風(fēng)電將滿(mǎn)足國(guó)內(nèi) 17%的電力需求。“十二五”規(guī)劃中也特別強(qiáng)調(diào)了電網(wǎng)輸配能力與風(fēng)電建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展。同時(shí)智能電網(wǎng)的建設(shè)將更有利于風(fēng)電的并網(wǎng)，隨著我國(guó)自主技術(shù)與運(yùn)行質(zhì)量的不斷提高，實(shí)現(xiàn)投資成本的下降，風(fēng)力發(fā)電成本將逐步能與常規(guī)發(fā)電方式相競(jìng)爭(zhēng)。[4]

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6 程危危;曹登慶;初世明;;水平軸風(fēng)力機(jī)葉片非線性振動(dòng)研究[A];第十三屆全國(guó)非線性振動(dòng)暨第十屆全國(guó)非線性動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性學(xué)術(shù)會(huì)議摘要集[C];2011年

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6 朱德臣;水平軸風(fēng)力機(jī)葉片附近區(qū)域流場(chǎng)的數(shù)值研究[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2007年

7 吳小飛;水平軸風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)性能數(shù)值模擬[D];重慶大學(xué);2011年

8 周振凱;水平軸風(fēng)力機(jī)葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];重慶大學(xué);2011年

9 李鋼強(qiáng);水平軸風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析[D];汕頭大學(xué);2010年

10 張f龍;水平軸風(fēng)力機(jī)尾流場(chǎng)及其氣動(dòng)性能的研究[D];蘭州理工大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2729525