風(fēng)力發(fā)電是通過風(fēng)力機(jī)裝置將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能,因此如何設(shè)計一種高效、可靠的風(fēng)力機(jī)是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵。垂直軸風(fēng)力機(jī)與水平軸風(fēng)力機(jī)相比有其優(yōu)勢所在。本文以600W直葉片垂直軸風(fēng)力機(jī)為研究對象,對NACA系列對稱翼型及風(fēng)輪簡化二維模型和全三維模型進(jìn)行了數(shù)值模擬。主要研究內(nèi)容如下：首先,選用了k-ωSST和RNGk-ε兩種湍流模型對NACA0012翼型進(jìn)行了數(shù)值模擬,對比了不同湍流模型對氣動模擬精度的影響,計算結(jié)果表明：k-wSST湍流模型模擬的升阻力系數(shù)比較準(zhǔn)確。定常和非定常計算值相比較,非定常模擬的升阻力系數(shù)比較準(zhǔn)確。其次,不考慮連桿、轉(zhuǎn)軸以及葉尖損失的影響,把三維H型直葉片垂直軸風(fēng)輪簡化為二維風(fēng)輪,采用滑移網(wǎng)格技術(shù)對該簡化模型進(jìn)行數(shù)值模擬。計算分析得出,對于同一風(fēng)速,隨著尾流遠(yuǎn)離風(fēng)輪,尾流速度逐漸接近來流風(fēng)速；對于不同風(fēng)速,隨著風(fēng)速的增加,尾流擴(kuò)散區(qū)的長度逐漸增加,尾流擴(kuò)散中心的最小尾流值也在增加；功率隨著風(fēng)速的增加而增加,當(dāng)達(dá)到額定風(fēng)速時,功率值也趨近于額定功率,隨著風(fēng)速的繼續(xù)增加,功率也有所增加。對于同一轉(zhuǎn)速,隨著尾流遠(yuǎn)離風(fēng)輪,尾流速度逐漸接近來流風(fēng)速；對比不同轉(zhuǎn)速,隨著轉(zhuǎn)速的增加,尾... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究背景和計算流體力學(xué)的發(fā)展
        1.1.1 課題的研究背景
        1.1.2 計算流體力學(xué)的發(fā)展
    1.2 垂直軸風(fēng)力機(jī)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 垂直軸風(fēng)力機(jī)在國外的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 垂直軸風(fēng)力機(jī)在國內(nèi)的研究現(xiàn)狀
    1.3 風(fēng)輪數(shù)值模擬有待解決的問題
    1.4 本課題的主要工作
2 垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的相關(guān)理論
    2.1 基本概念
        2.1.1 翼型的空氣動力特性
        2.1.2 風(fēng)輪的基本參數(shù)
    2.2 垂直軸風(fēng)力機(jī)的工作原理
        2.2.1 阻力型風(fēng)力機(jī)的工作原理
        2.2.2 升力型風(fēng)力機(jī)的工作原理
    2.3 垂直軸風(fēng)力機(jī)空氣動力學(xué)設(shè)計理論
        2.3.1 單流管模型
        2.3.2 多流管模型
        2.3.3 動量-葉素理論模型
    2.4 本章小結(jié)
3 風(fēng)力機(jī)二維翼型數(shù)值模擬
    3.1 控制方程和湍流模型
        3.1.1 控制方程
        3.1.2 湍流模型
    3.2 數(shù)值計算求解過程
        3.2.1 幾何建模及計算域的構(gòu)造
        3.2.2 網(wǎng)格劃分
        3.2.3 邊界條件
    3.3 計算結(jié)果分析
        3.3.1 不同湍流模型計算結(jié)果分析
        3.3.2 定常與非定常計算結(jié)果分析
        3.3.3 翼型表面壓力系數(shù)分布圖
        3.3.4 分離流動特性
    3.4 本章小結(jié)
4 風(fēng)力機(jī)二維風(fēng)輪數(shù)值模擬
    4.1 控制方程和滑移網(wǎng)格模型
        4.1.1 控制方程
        4.1.2 滑移網(wǎng)格模型
    4.2 數(shù)值計算求解過程
        4.2.1 幾何建模及計算域的構(gòu)造
        4.2.2 網(wǎng)格劃分
        4.2.3 邊界條件及求解設(shè)定
    4.3 計算結(jié)果分析
        4.3.1 風(fēng)速對風(fēng)輪流場的影響
        4.3.2 轉(zhuǎn)速對風(fēng)輪流場的影響
        4.3.3 流場壓力等值線圖
        4.3.4 翼型表面壓力系數(shù)分布
        4.3.5 性能曲線
    4.4 本章小結(jié)
5 風(fēng)力機(jī)全三維風(fēng)輪數(shù)值模擬
    5.1 控制方程
    5.2 數(shù)值計算求解過程
        5.2.1 Gambit軟件進(jìn)行三維建模
        5.2.2 計算域的構(gòu)造及網(wǎng)格的劃分
        5.2.3 邊界條件設(shè)置
    5.3 計算結(jié)果分析
        5.3.1 計算結(jié)果分析
        5.3.2 葉片壓力面和吸力面壓力分布圖
        5.3.3 速度等值線分布圖
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 主要內(nèi)容和結(jié)論
    6.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3180256