發(fā)布時間：2020-07-08 16:54

【摘要】：隨著相關(guān)技術(shù)的日臻成熟,風力機日趨大型化的發(fā)展趨勢對其氣動性能提出更高的要求。流動控制技術(shù)是目前較為盛行的風力機葉型改型方法。本文分別采用被動流動控制以及主動流動控制對相應翼型進行優(yōu)化,得出具有鋸齒尾緣和施加定常吸氣的風力機翼型。在3.6MW風力機葉片距葉根18m處取一個截面,通過Wortaman直接截取法,在弦長方向距后緣10%的地方截斷,形成鈍尾緣翼型,并在鈍尾緣翼型上參照降噪風力機的鋸齒尾緣取h/λ=4形成方形、三角形鋸齒尾緣。將兩種翼型與原翼型進行對比,針對三種翼型采用RNG的k-ε模型對多種工況進行數(shù)值模擬,研究不同類型鋸齒尾緣對升力系數(shù)、阻力系數(shù)、力矩系數(shù)、失速性能等氣動性能的影響。鋸齒尾緣能夠有效地提高升力,減小阻力,提高力矩系數(shù),控制邊界層分離,推遲失速。三角鋸齒在改善氣動性能參數(shù)方面優(yōu)于方形鋸齒尾緣,但是制造較為麻煩。方形鋸齒尾緣具有強度高、易加工的優(yōu)點。在翼型分離點處開孔,通過額外的泵與管道系統(tǒng)對孔施加定常吸氣,孔寬為弦長1%~10%,吸氣壓強為-50Pa~-500Pa。采用Spalart-Allmaras模型對多種工況進行數(shù)值模擬研究吸氣工況參數(shù)對氣動性能的影響。定常吸氣擾動模式與流場主流的耦合能夠有效改善氣動性能,通過局部能量的輸入,能夠獲得全局流動格局的改變,達到推遲失速,延緩分離,提高升力的控制效果。將穩(wěn)態(tài)流場的計算結(jié)果作為初始值,在非穩(wěn)態(tài)的流場中采用Spalart-Allmaras模型進行數(shù)值模擬,研究定常吸氣對前緣分離渦與后緣分離渦的脫落機理、壓力分布、流動分離的控制以及升阻力等方面的影響。定常吸氣擾動模式與流場主流的耦合能夠有效改善氣動性能,提高升力,控制流動分離。定常吸氣的引入使吸力面壓強降低,吸力面和壓力面的表面壓差增大,從而提高了升力。定常吸氣有效地控制了流動分離,減小了前緣分離渦與尾緣分離渦的尺寸,從而減小波動提高葉型穩(wěn)定性。
【學位授予單位】：東北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK83

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李星星;楊科;張磊;白井艷;趙曉路;;大厚度鈍尾緣翼型的設(shè)計研究[J];工程熱物理學報;2014年09期

2 胡燕平;戴巨川;劉德順;;大型風力機葉片研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];機械工程學報;2013年20期

3 羅承先;;世界風力發(fā)電現(xiàn)狀與前景預測[J];中外能源;2012年03期

4 戰(zhàn)培國;程婭紅;趙昕;;主動流動控制技術(shù)研究[J];航空科學技術(shù);2010年05期

5 莫曉聃;李濤;;垂直軸風力機概述及發(fā)展優(yōu)勢剖析[J];節(jié)能技術(shù);2010年05期

6 劉星;李福鵬;郭東友;;能源危機引發(fā)對電力發(fā)展的思考[J];山東電力高等專科學校學報;2010年02期

7 韓忠華;宋文萍;喬志德;;OA212翼型主動流動控制的數(shù)值模擬研究[J];空氣動力學學報;2009年06期

8 張磊;楊科;趙曉路;徐建中;;不同尾緣改型方式對風力機鈍尾緣翼型氣動性能的影響[J];工程熱物理學報;2009年05期

9 閆海津;胡丹梅;;風力機葉片的三維建模[J];能源技術(shù);2009年02期

10 李宇紅,唐進,劉紅;定常吸氣改善葉型氣動性能的數(shù)值研究[J];工程熱物理學報;2005年04期

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 張海龍;中國新能源發(fā)展研究[D];吉林大學;2014年

2 劉強;漂浮式風力機動態(tài)響應及氣動特性研究[D];中國科學院研究生院（工程熱物理研究所）;2014年

3 陳愛雪;我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[D];吉林大學;2013年

4 劉琳;新能源風電發(fā)展預測與評價模型研究[D];華北電力大學;2013年

5 劉金朋;基于資源與環(huán)境約束的中國能源供需格局發(fā)展研究[D];華北電力大學;2013年

6 李小芬;新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的政策驅(qū)動機制[D];中國科學技術(shù)大學;2012年

7 李斌斌;合成射流及在主動流動控制中的應用[D];南京航空航天大學;2012年

8 李俊;大型風電機組整機及關(guān)鍵部件仿真分析與優(yōu)化設(shè)計研究[D];重慶大學;2011年

9 姜星莉;經(jīng)濟全球化背景下中國能源安全問題研究[D];武漢大學;2010年

10 遲遠英;基于低碳經(jīng)濟視角的中國風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[D];吉林大學;2008年

相關(guān)碩士學位論文 前4條

1 王娟;微射流外激勵射流振蕩器性能分析[D];大連理工大學;2014年

2 張學迅;鋸齒尾緣葉片空氣動力特性的數(shù)值模擬研究[D];中國科學院研究生院（工程熱物理研究所）;2013年

3 馬駿騰;水平軸風力機葉片有限元建模及仿真[D];南京航空航天大學;2012年

4 張仲柱;水平軸風力機葉片氣動性能計算模型研究[D];中國科學院研究生院（工程熱物理研究所）;2007年

本文編號：2746796