發(fā)布時間：2021-02-23 10:05

　　三維旋轉(zhuǎn)效應(yīng)最早在螺旋槳上被發(fā)現(xiàn),在風(fēng)力機上也普遍存在,最近20年來被廣泛深入研究。本文以S809翼型,Phase VI葉片及一種自設(shè)計葉片為研究對象,基于CFD方法對風(fēng)力機二維翼型和三維旋轉(zhuǎn)葉片進(jìn)行了數(shù)值模擬。為研究水平軸風(fēng)力機三維旋轉(zhuǎn)效應(yīng),開展了以下幾個方面的工作:使用帶γ轉(zhuǎn)捩的k-ωSST湍流模型求解RANS方程,完成了S809翼型與Phase VI葉片對風(fēng)工況的數(shù)值模擬。數(shù)值模擬結(jié)果與實驗吻合較好,驗證了CFD求解的準(zhǔn)確性�；跀�(shù)值模擬結(jié)果,針對葉片周圍三維旋轉(zhuǎn)流動的氣動特性和流場結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的分析,提出了葉片流動分離的判斷準(zhǔn)則,揭示了三維旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的流場機理。利用非定常inverse BEM方法對實驗偏航狀態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理,建立了偏航工況下葉片剖面的非定常入流條件表達(dá)式。對S809翼型開展了動態(tài)入流數(shù)值模擬,重點分析了不同偏航角及不同剖面位置下三維旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的作用,結(jié)果表明動態(tài)失速和三維旋轉(zhuǎn)效應(yīng)在風(fēng)力機葉根附近都很顯著,且相互之間存在耦合作用�；赟809翼型,自設(shè)計了一種無扭轉(zhuǎn)直葉片,并基于CFD方法完成了新葉片的數(shù)值模擬。對比分析了Phase VI葉片與新葉片在30%剖面處... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

全球風(fēng)電年累計裝機容量（2001年-2016年）

全球風(fēng)電累計裝機容量達(dá)到 48674.9 萬千瓦（圖 1.1），全球市場新增容量超過 5460 萬千瓦（圖1.2）。2016 年的風(fēng)電市場由中國、美國、德國和印度引領(lǐng)，法國、土耳其和荷蘭等國的表現(xiàn)也超過預(yù)期。中國憑借 2332.8 萬千瓦的風(fēng)電新增裝機容量高居榜首，占全球風(fēng)電新增裝機容量的42.7%（圖 1.3）。領(lǐng)先排名第二的美國達(dá) 1512.5 萬千瓦。在亞洲其他地區(qū)，印度創(chuàng)下本國新增裝機容量新紀(jì)錄，達(dá)到 361.2 萬千瓦，并使印度名列全球新增裝機容量第四名。同樣，印度累計裝機容量排名列全球第四，達(dá)到 2870 萬千瓦。盡管有些國家政策不穩(wěn)定，歐洲市場仍延續(xù)了強勁的增長，2016 年新增容量達(dá)到 1392.6 萬千瓦，其中歐盟 28 國達(dá)到了 1249.1 萬千瓦。德國憑借 544.3 萬千瓦的新增裝機容量使其累計容量超過 5000 萬千瓦，成為世界上第三個超過 5000萬千瓦里程碑的國家（圖 1.4）。其他歐盟國家如法國

圖 1.3 2016 年風(fēng)電新增裝機容量前十 圖 1.4 2016 年風(fēng)電累計裝機容量前十風(fēng)電行業(yè)的不斷發(fā)展也對風(fēng)力機的研制水平提出了更高的要求。其中空氣動力學(xué)是風(fēng)要的理論基礎(chǔ)，而風(fēng)力機葉片的氣動性能優(yōu)劣直接決定著風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率。葉片的大多件和系統(tǒng)的設(shè)計都是以載荷為主導(dǎo)的，而氣動載荷是大型風(fēng)力機最主要的載荷來源，為復(fù)雜。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]2016年全球風(fēng)電裝機統(tǒng)計[J].   風(fēng)能. 2017(02)
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[3]基于NREL PHASE VI風(fēng)力機數(shù)值模擬的湍流模式研究[J]. 王琦峰,姜哲,安亦然.  水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2013(05)
[4]三維動態(tài)失速模型在風(fēng)力機氣動特性計算中的應(yīng)用[J]. 呂超,王同光,許波峰.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2011(05)
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博士論文
[1]基于渦尾跡方法的風(fēng)力機氣動特性研究[D]. 許波峰.南京航空航天大學(xué) 2013
[2]水平軸風(fēng)力機葉片失速問題研究[D]. 俞國華.上海交通大學(xué) 2013
[3]分離失速下風(fēng)力機氣動力數(shù)值模擬研究[D]. 鐘偉.南京航空航天大學(xué) 2012
[4]旋翼流場數(shù)值模擬方法研究[D]. 肖中云.中國空氣動力研究與發(fā)展中心 2007



本文編號：3047412