本文以提升傳統(tǒng)Savonius阻力型風機啟動性能與發(fā)電效率為目標,提出了Savonius型風機曲-直增效方法,通過基于計算流體動力學的數(shù)值模擬與風洞試驗開展了風機曲-直增效有效性的研究,并通過數(shù)值模擬探討了Savonius型風機曲-直增效流動控制機理。首先,以提高傳統(tǒng)Savonius阻力型風機風能利用效率為目標,通過分析傳統(tǒng)Savonius型風機的工作方式及增效模式,提出了Savonius型風機曲-直集風增效流動控制方法。然后,以開展Savonius型風機曲-直集風增效數(shù)值模擬與試驗研究為目的,研究建立基于計算流體動力學的Savonius型風機靜、動力特性數(shù)值模擬方法,并通過與已有試驗結(jié)果的對比驗證本文數(shù)值計算方法的有效性,并研究建立Savonius阻力型風機靜力特性的風洞試驗測試方法與試驗系統(tǒng)。之后,通過開展曲-直集風板下的Savonius型風機靜力矩特性與動力矩特性的數(shù)值模擬與風洞試驗,驗證了曲-直集風板對于改善風機氣動性能的有效性。數(shù)值與試驗結(jié)果表明:所有型號的曲-直集風板均可以有效地提升傳統(tǒng)Savonius型風機的靜力矩和風能利用率,其中處于最佳安裝角度下的Curtain-c對風機氣動性能的提升效果最為明顯,使風能利用率從原來的20%提升至了30.3%。最后,通過流場數(shù)值模擬探討了Savonius風機曲-直集風增效流動控制機理。研究表明:曲-直集風板可以有效地控制風吹向風力機的凹葉片,抑制風吹向風機的凸葉片,增加凹葉片周圍的空氣流量和速度,從而使得風力機總體的正力矩得到了較大幅度的提升,改善了傳統(tǒng)風力機出現(xiàn)負力矩的缺陷。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：TK83

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本文編號：2818629