近年來,可再生能源不斷受到人們的重視,國內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)得到迅猛發(fā)展,風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量不斷增加,并網(wǎng)型風(fēng)電場在電網(wǎng)中的所占比例越來越大。但風(fēng)能又具有波動性和不確定性,為了改善風(fēng)力機(jī)的棄風(fēng)現(xiàn)象,充分利用水平軸風(fēng)機(jī)塔架底部的近地資源,在有限的風(fēng)場資源中提高風(fēng)能利用率,本文通過對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行組合和創(chuàng)新,以不改變現(xiàn)有塔架的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),在原有水平軸風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)上,添加垂直軸風(fēng)力機(jī)設(shè)備和獨立的發(fā)電系統(tǒng),實現(xiàn)風(fēng)機(jī)的改造。使用Solidworks軟件建立1.5 MW水平軸風(fēng)力機(jī)模型,并自主設(shè)計100 kW垂直軸風(fēng)力機(jī),采用Fluent計算流體力學(xué)的方法對獨立的水平軸風(fēng)力機(jī)和兩種間距不同的疊立式風(fēng)機(jī)模型進(jìn)行數(shù)值模擬,在風(fēng)速分別為7 m/s、10 m/s、13 m/s和16 m/s的環(huán)境運(yùn)行,使用后處理軟件對模擬結(jié)果進(jìn)行分析。在不增加垂直軸風(fēng)力機(jī)的傳統(tǒng)水平軸風(fēng)力機(jī)中,通過定量和定性分析流場中速度、壓力、湍動能等方面的變化情況。在風(fēng)力機(jī)中塔架和葉片之間存在相互干涉的現(xiàn)象,塔架下游位置存在湍流渦,由于葉片的旋轉(zhuǎn),在旋轉(zhuǎn)平面后方形成大量的螺旋形渦核,并隨著風(fēng)機(jī)不斷運(yùn)轉(zhuǎn),渦的變化過程大體分為形成、脫落、混合三個階段,旋渦... 

【文章來源】：東北電力大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

盤面流動的單流管模型

東北電力大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文oude 提出葉素理論，是根據(jù)葉素周圍的流動個葉片視作為一個整體，以整體為目標(biāo)選取微段，所截出的 N 個微段被稱為葉素。當(dāng)中，假定 N 個葉素上的流動互相之間并無維平面角度出發(fā)，其葉片翼型特征用二維圖體流經(jīng)葉輪所作用在葉片上的氣動力和力矩分量圖如圖 2-2 所示，D 為阻力，L 為升力度，ωtr(1+a′)為切向速度，u∞為風(fēng)輪上游遠(yuǎn)氣流相對速度，a 為軸向誘導(dǎo)因子，a′為切向。

為了確保流場區(qū)域不影響計算結(jié)果[43]，流場區(qū)域形狀是長為 8 D，寬 5 D，高為 體，風(fēng)機(jī)距離速度入口距離為 3 D，距離出口距離為 5 D，以機(jī)艙中心為原點，流圖 3-1 所示。表 3-1 水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組尺寸名稱 取值 單位額定功率 1.5 MW葉片 40.5 m葉輪直徑 83 m機(jī)艙 3*3*8 m3塔架 70 m葉片數(shù) 3啟動風(fēng)速 3 m/s額定風(fēng)速 10.5 m/s轉(zhuǎn)速 17.2 rpm

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]垂直軸風(fēng)機(jī)CFD模擬的網(wǎng)格劃分策略和湍流模型研究[J]. 宋晨光,鄭源,姜鎬,趙振宙,李沖.  太陽能學(xué)報. 2016(08)
[2]風(fēng)電機(jī)組旋轉(zhuǎn)風(fēng)輪對機(jī)艙測風(fēng)影響的分析[J]. 莫蕊瑜,張凱,陶友傳.  重慶大學(xué)學(xué)報. 2015(01)
[3]不同風(fēng)湍流模型的風(fēng)電機(jī)組載荷計算研究[J]. 鄧英,周峰,田德,謝婷,雷航,張國強(qiáng).  太陽能學(xué)報. 2014(12)
[4]基于CFD技術(shù)的垂直軸風(fēng)力機(jī)動態(tài)尾流特性研究[J]. 蔡新,潘盼,朱杰,顧榮蓉,張建新.  計算力學(xué)學(xué)報. 2014(05)
[5]新型自啟式垂直軸風(fēng)力機(jī)[J]. 陳勇,談宏飛,王勛廷,肖春龍,孟晟,鄭小艷,徐璋.  輕工機(jī)械. 2013(06)
[6]葉身/端壁融合技術(shù)工況的適用性[J]. 田勇,季路成,李偉偉,伊衛(wèi)林,肖云漢.  航空動力學(xué)報. 2013(08)
[7]風(fēng)力機(jī)葉片流固耦合計算分析[J]. 胡丹梅,張志超,孫凱,張建平.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2013(17)
[8]實度對直葉片垂直軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪氣動性能的影響分析[J]. 張立勛,梁迎彬,李二肖,尉越嘯,楊勇,郭健.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2013(05)
[9]直葉片達(dá)里厄風(fēng)輪流場非定常數(shù)值計算[J]. 趙振宙,原紅紅,鄭源,黃娟,趙振寧.  排灌機(jī)械工程學(xué)報. 2012(05)
[10]風(fēng)機(jī)塔架與葉片相互作用的數(shù)值模擬(英文)[J]. 王強(qiáng),周胡,萬德成.  Journal of Marine Science and Application. 2012(03)

博士論文
[1]風(fēng)力機(jī)葉片非定常氣動特性的研究[D]. 劉磊.中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2012

碩士論文
[1]渦脫落對5千瓦H型垂直軸風(fēng)力機(jī)影響的研究[D]. 王建宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]幾種典型狀況下垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動特性及流場分析[D]. 李壽圖.蘭州理工大學(xué) 2014
[3]新型組合式垂直軸風(fēng)力機(jī)的優(yōu)化設(shè)計[D]. 談宏飛.浙江工業(yè)大學(xué) 2012
[4]垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動性能分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計[D]. 王兵兵.華北電力大學(xué)（北京） 2011



本文編號：3251561