風(fēng)能,作為一種清潔的可再生能源,在常規(guī)能源緊缺及環(huán)保壓力日趨嚴(yán)重的今天,受到了世界各國(guó)的重視。風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能利用的最主要形式。在風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)中,葉片是最為關(guān)鍵的核心部件,其氣動(dòng)性能的好壞直接決定了風(fēng)力機(jī)風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率的高低。 本課題對(duì)2MW變速恒頻風(fēng)力機(jī)的葉片進(jìn)行了氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)研究,并且通過(guò)數(shù)值模擬分析的方法驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)葉片的合理性。本文的主要工作有以下幾方面： 首先,研究了風(fēng)力機(jī)葉片外形設(shè)計(jì)的四個(gè)基本理論,并以片條理論為基礎(chǔ)建立葉片氣動(dòng)外形的計(jì)算模型。通過(guò)建立風(fēng)力機(jī)坐標(biāo)系統(tǒng),考慮多種風(fēng)力機(jī)運(yùn)行的影響因素對(duì)模型進(jìn)行修正,使得建立的模型更加接近于客觀實(shí)際。以風(fēng)力機(jī)年發(fā)電量最大為目標(biāo),利用遺傳算法進(jìn)行搜索尋優(yōu),求得全局最優(yōu)解。 其次,為了便于加工與安裝,對(duì)計(jì)算得到的葉片各葉素弦長(zhǎng)和扭角進(jìn)行了修正。結(jié)合坐標(biāo)變換原理,運(yùn)用EXCEL軟件將葉片各截面翼型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成三維空間坐標(biāo),并利用Solidworks軟件實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力機(jī)葉片的三維實(shí)體建模。 接著,運(yùn)用先進(jìn)的CFD軟件Fluent,對(duì)NACA63212二維翼型的氣動(dòng)性能進(jìn)行模擬分析。采用Spalart-Allmaras湍流模型,分析了速度、靜壓等參數(shù)的分布特點(diǎn)及其隨攻角的變化情況。其結(jié)果可為風(fēng)力機(jī)葉片的設(shè)計(jì)與研發(fā)工作提供技術(shù)參數(shù)和指導(dǎo)意見(jiàn)。 最后,對(duì)單葉片進(jìn)行三維空氣動(dòng)力學(xué)仿真。利用Gambit進(jìn)行內(nèi)場(chǎng)、外場(chǎng)計(jì)算區(qū)域的網(wǎng)格劃分和邊界條件的設(shè)置,并利用Fluent軟件對(duì)葉片在額定風(fēng)速和其它非額定風(fēng)速下進(jìn)行數(shù)值模擬。湍流模型為SST k-ω。由得出的葉片轉(zhuǎn)矩計(jì)算出風(fēng)輪的實(shí)際輸出功率及風(fēng)能利用系數(shù)。此舉有助于深化了解風(fēng)力機(jī)葉片的氣動(dòng)性能,并驗(yàn)證數(shù)值模擬分析的可行性和可靠性。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類(lèi)】：TK83
【部分圖文】：

大型風(fēng)力機(jī)計(jì)}一片的外形設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬分析駕護(hù)航陣5]。最近幾年，全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)得到了迅猛發(fā)展。據(jù)世界風(fēng)能理事會(huì)統(tǒng)計(jì)，2009年，世界風(fēng)電裝機(jī)容量較2008年增長(zhǎng)了3750萬(wàn)千瓦，增長(zhǎng)率為31%，總裝機(jī)容量達(dá)到15790萬(wàn)千瓦，如圖1.1所示。其中，美國(guó)新增風(fēng)電裝機(jī)容量為990萬(wàn)千瓦，總裝機(jī)容量達(dá)3500萬(wàn)千瓦，較2008年增加了39%。中國(guó)的風(fēng)電裝機(jī)容量連續(xù)第5年實(shí)現(xiàn)100%增長(zhǎng)。2009年，我國(guó)新增風(fēng)電裝機(jī)容量為1202萬(wàn)千瓦，位居全球第一，總裝機(jī)容量達(dá)到2510萬(wàn)千瓦，己超越德國(guó)，成為僅次于美國(guó)的風(fēng)電大國(guó)，如圖1.2所示。

2009年，我國(guó)新增風(fēng)電裝機(jī)容量為1202萬(wàn)千瓦，位居全球第一，總裝機(jī)容量達(dá)到2510萬(wàn)千瓦，己超越德國(guó)，成為僅次于美國(guó)的風(fēng)電大國(guó)，如圖1.2所示。測(cè);

本文編號(hào)：2807672