風(fēng)能是新能源中十分重要的一種,其總量巨大,綠色無污染,也是近幾年發(fā)展十分迅速且極具利用價值的一種。但風(fēng)力發(fā)電與傳統(tǒng)發(fā)電相比,其制造成本高且效率低下,提高發(fā)電效率一直是現(xiàn)代風(fēng)力機理論不斷探索的方向。因此,本文以10kw水平軸風(fēng)力機為研究對象,運用Fluent對帶不同尺寸的平板小翼風(fēng)力機進行數(shù)值模擬,分析不同的葉尖小翼對風(fēng)力機的流場特性及振動特性的影響,得出帶小翼風(fēng)力機功率放大特性機理。本文主要研究內(nèi)容有:1.基于Ansys Workbench平臺,運用Fluent模塊對有無小翼風(fēng)力機進行數(shù)值模擬,將直葉片與帶小翼葉片的風(fēng)力機進行對比,研究其速度場、壓力場及葉尖繞流對于風(fēng)力機功率的影響,得出帶小翼風(fēng)力機功率放大特性的機理。對不同的帶小翼的風(fēng)力機葉片在不同速度場下進行數(shù)值模擬,找出功率放大特性最優(yōu)的葉片。2.對有無小翼的風(fēng)力發(fā)電機單葉片進行模態(tài)分析及單向流固耦合下的預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析,得出各葉片的固有頻率及各階模態(tài)振型下的最大變形量和最大預(yù)應(yīng)力,結(jié)果表明葉片加小翼及所加小翼的尺寸對葉片最大變形量和最大預(yù)應(yīng)力的影響大于單向耦合風(fēng)壓預(yù)應(yīng)力對葉片的影響。3.基于Workbench平臺,運用Fluent模塊與Transient Strural模塊對有無小翼葉片進行雙向耦合分析,獲取葉片與流場的動態(tài)響應(yīng)特性,分析葉尖小翼對風(fēng)力機雙向耦合振動特性的影響。本文為添加葉尖小翼對小型風(fēng)力機氣動性能及振動特性的影響提供了有效的參考方法,所得結(jié)果對于帶小翼風(fēng)力機葉片的設(shè)計和安全穩(wěn)定運行具有重要的參考價值和實際工程意義。
【學(xué)位單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TK83
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 風(fēng)力發(fā)電的研究背景與發(fā)展歷程
    1.2 風(fēng)力機功率放大特性的研究現(xiàn)狀
    1.3 風(fēng)力機葉片流固耦合研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 風(fēng)力機空氣動力學(xué)及計算流體力學(xué)理論
    2.1 風(fēng)機空氣動力學(xué)基礎(chǔ)理論
    2.2 計算流體力學(xué)理論
        2.2.1 Ansys Fluent軟件介紹
        2.2.2 控制方程
        2.2.3 湍流模型
第3章 葉尖小翼對風(fēng)力機功率放大及流場特性的影響
    3.1 幾何模型的建立
    3.2 計算區(qū)域選取及網(wǎng)格的劃分
    3.3 邊界條件及求解參數(shù)設(shè)置
        3.3.1 邊界條件的設(shè)置
        3.3.2 求解參數(shù)設(shè)置
    3.4 計算結(jié)果及分析
        3.4.1 功率放大特性分析
        3.4.2 葉尖小翼對流場特性的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 葉尖小翼對風(fēng)力機葉片模態(tài)特性的影響
    4.1 葉片模態(tài)分析理論
    4.2 葉片模態(tài)分析參數(shù)設(shè)置
    4.3 計算結(jié)果及分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 葉尖小翼對風(fēng)力機葉片流固耦合特性的影響
    5.1 葉片雙向流固耦合分析理論
    5.2 葉片雙向流固耦合分析參數(shù)設(shè)置
    5.3 葉片雙向流固耦合計算結(jié)果及分析
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    工作總結(jié)
    工作展望
參考文獻
致謝
附錄

【參考文獻】

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本文編號：2865798