風(fēng)能資源作為一種可再生的清潔能源,已經(jīng)得到了全世界的廣泛關(guān)注。垂直軸風(fēng)力機(jī)目前主要應(yīng)用小型化風(fēng)機(jī)市場(chǎng),它具有不用對(duì)風(fēng)向,維修方便成本低等優(yōu)勢(shì),受到了社會(huì)的廣泛關(guān)注。但是為了進(jìn)一步提高垂直軸風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用率,還需要做大量研究。本文在H型風(fēng)力機(jī)的基礎(chǔ)之上,提出了螺旋型垂直軸風(fēng)力機(jī),對(duì)其氣動(dòng)性能及流場(chǎng)做了進(jìn)一步的研究工作,并以此設(shè)計(jì)了一臺(tái)5kW的垂直軸風(fēng)力機(jī)。本文主要通過數(shù)值模擬的方法對(duì)風(fēng)力機(jī)的性能開展研究和討論,研究的思路遵循從局部到整體,從直葉片到彎扭葉片,從仿真到實(shí)驗(yàn),最終提出了螺旋型風(fēng)力機(jī)的研究方案。文章首先介紹了研究垂直軸風(fēng)力機(jī)的一些基本理論,為下文的仿真分析及參數(shù)化設(shè)計(jì)析奠定理論基礎(chǔ)；然后對(duì)螺旋型風(fēng)力機(jī)構(gòu)建三維模型、劃分計(jì)算域網(wǎng)格,通過CFD軟件對(duì)螺旋型風(fēng)力機(jī)進(jìn)行了多工況的數(shù)值模擬；最后通過理論與仿真結(jié)果進(jìn)行了風(fēng)力機(jī)的參數(shù)化設(shè)計(jì),確定了風(fēng)輪的主要參數(shù),并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。文章最后提出了一種新型的螺旋型垂直軸風(fēng)力機(jī),并以此設(shè)計(jì)了一臺(tái)實(shí)驗(yàn)樣機(jī),通過樣機(jī)實(shí)驗(yàn)得到了一系列測(cè)試指標(biāo)。通過對(duì)比仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)對(duì)比結(jié)果基本相同,驗(yàn)證了該模型的可靠性,為后續(xù)機(jī)組的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)支持。 

【文章來源】：華北電力大學(xué)河北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 風(fēng)力機(jī)的分類
        1.2.1 水平軸風(fēng)力機(jī)
        1.2.2 垂直軸風(fēng)力機(jī)
    1.3 國(guó)內(nèi)外垂直軸風(fēng)力機(jī)研究發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 國(guó)外研究發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.2 國(guó)內(nèi)研究發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 論文研究的意義及主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 意義
        1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 風(fēng)力機(jī)的基本理論及翼型研究
    2.1 空氣動(dòng)力學(xué)理論
        2.1.1 貝茲理論
        2.1.2 葉素理論
        2.1.3 單一流管理論
        2.1.4 多流管理論
        2.1.5 渦流模型
    2.2 翼型理論研究
        2.2.1 翼型的幾何參數(shù)
        2.2.2 翼型的氣動(dòng)性能參數(shù)
        2.2.3 本文選用的風(fēng)力機(jī)翼型
    2.3 本章小結(jié)
第3章 翼型繞流的數(shù)值模擬
    3.1 翼型數(shù)值建模與參數(shù)選擇
        3.1.1 計(jì)算域和網(wǎng)格劃分
        3.1.2 邊界條件
        3.1.3 流動(dòng)控制方程和湍流模型
    3.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析
    3.3 流場(chǎng)分析
        3.3.1 壓力系數(shù)
        3.3.2 壓力云圖
        3.3.3 速度云圖
        3.3.4 流線分布圖
    3.4 螺旋風(fēng)輪的工作原理
    3.5 本章小結(jié)
第4章 螺旋型風(fēng)輪的三維建模與仿真分析
    4.1 CFD三維數(shù)值模型的建立
        4.1.1 三維模型及計(jì)算域
        4.1.2 網(wǎng)格劃分
        4.1.3 邊界條件
    4.2 數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)與參數(shù)設(shè)置
        4.2.1 控制方程
        4.2.2 湍流模型
        4.2.3 求解過程參數(shù)設(shè)置
    4.3 計(jì)算結(jié)果分析
        4.3.1 不同風(fēng)速下的計(jì)算結(jié)果
        4.3.2 不同尖速比下的計(jì)算結(jié)果
    4.4 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)風(fēng)力機(jī)性能的影響
        4.4.1 葉片數(shù)對(duì)風(fēng)輪性能的影響
        4.4.2 弦長(zhǎng)對(duì)風(fēng)輪性能的影響
        4.4.3 高徑比對(duì)風(fēng)輪性能的影響
        4.4.4 螺旋型風(fēng)輪的三維分布圖
    4.5 本章小結(jié)
第5章 螺旋型風(fēng)機(jī)的參數(shù)化設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)
    5.1 螺旋型風(fēng)輪設(shè)計(jì)的主要參數(shù)
    5.2 風(fēng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.2.1 風(fēng)輪部分設(shè)計(jì)
        5.2.2 機(jī)艙部分
        5.2.3 塔架部分
        5.2.4 底座支架部分
    5.3 實(shí)驗(yàn)方案
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>        5.3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及平臺(tái)
        5.3.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)論
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研經(jīng)歷
致謝



本文編號(hào)：3052394