隨著化石燃料能源對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響日趨嚴(yán)重,以及化石燃料能源本身的逐漸枯竭,人們迫切需要尋找清潔的可再生能源用于替代化石燃料能源。風(fēng)能作為一種很早就被人們利用的清潔能源,越來越受到人類的重視,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也成為當(dāng)今社會(huì)熱門的研究科目。然而與大型風(fēng)力機(jī)相比,能夠使家庭用戶直接獲益的小型風(fēng)力機(jī)的研究卻相對(duì)比較薄弱,特別是帶有被動(dòng)偏航機(jī)構(gòu)的小型水平軸風(fēng)機(jī)。本文將針對(duì)尾舵斜鉸接側(cè)偏型被動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)進(jìn)行理論計(jì)算,并依此設(shè)計(jì)一款小型水平軸風(fēng)力機(jī),最后在ANSYS Workbench分析平臺(tái)下,分別對(duì)葉片和整機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的仿真分析,以此來驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。本文包含如下幾個(gè)部分的工作:（1）背景介紹。介紹了幾種水平風(fēng)機(jī)調(diào)速方式,特別是針對(duì)小風(fēng)機(jī)的被動(dòng)調(diào)速裝置。（2）介紹了風(fēng)力機(jī)特別是小型風(fēng)力機(jī)的幾種調(diào)速方式,簡(jiǎn)要闡述了本次課題選擇尾舵斜鉸接側(cè)偏調(diào)速機(jī)構(gòu)作為風(fēng)力機(jī)被動(dòng)調(diào)速裝置的原因。介紹了空氣動(dòng)力學(xué)的基本理論,介紹了計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）的基本理論及離散方法。（3）對(duì)風(fēng)力機(jī)的整體參數(shù)進(jìn)行了確定,選定了相應(yīng)翼型,隨后對(duì)調(diào)速機(jī)構(gòu)進(jìn)行了基本的理論計(jì)算,推導(dǎo)出各個(gè)角度之間的關(guān)系,接著利用MATLAB工具求解非線... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 世界風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 國(guó)內(nèi)小型風(fēng)力機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 小型風(fēng)力機(jī)被動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.5 本課題的意義和研究?jī)?nèi)容
第2章 風(fēng)力機(jī)基本理論及計(jì)算流體力學(xué)方法簡(jiǎn)介
    2.1 風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)基本理論
        2.1.1 動(dòng)量理論
        2.1.2 葉素理論
        2.1.3 葉素-動(dòng)量理論（BEM）
        2.1.4 渦流理論
    2.2 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法
        2.2.1 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)概述
        2.2.2 控制方程
        2.2.3 湍流模型介紹
        2.2.4 求解方法介紹
        2.2.5 計(jì)算流體力學(xué)的求解過程
    本章小結(jié)
第3章 小型水平風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)及其調(diào)速機(jī)構(gòu)的理論計(jì)算
    3.1 風(fēng)力機(jī)整體參數(shù)設(shè)計(jì)
        3.1.1 設(shè)計(jì)風(fēng)速
        3.1.2 尖速比
        3.1.3 風(fēng)輪葉片數(shù)
        3.1.4 風(fēng)輪直徑
        3.1.5 風(fēng)輪轉(zhuǎn)速
        3.1.6 塔架的高度
        3.1.7 翼型的選擇
    3.2 調(diào)速機(jī)構(gòu)的基本計(jì)算與公式推導(dǎo)
        3.2.1 小型風(fēng)機(jī)被動(dòng)調(diào)速工作過程的介紹
        3.2.2 葉輪偏轉(zhuǎn)角度的計(jì)算
        3.2.3 尾舵回位力矩的計(jì)算
        3.2.4 風(fēng)輪上的氣動(dòng)力及其產(chǎn)生力矩計(jì)算
        3.2.5 尾舵上的氣動(dòng)力及其產(chǎn)生力矩的計(jì)算
        3.2.6 靜態(tài)分析
    3.3 具體參數(shù)確定及角度方程組求解
        3.3.1 相關(guān)參數(shù)的確定
        3.3.2 求解非線性方程組
    本章小結(jié)
第4章 風(fēng)力機(jī)三維模型的建立
    4.1 風(fēng)力機(jī)葉片模型的建立
        4.1.1 葉片的弦長(zhǎng)和安裝角的理論計(jì)算
        4.1.2 求解弦長(zhǎng)和安裝角的具體值
        4.1.3 葉片各個(gè)截面點(diǎn)實(shí)際坐標(biāo)的求解及造型
    4.2 風(fēng)力機(jī)尾翼建模
    4.3 風(fēng)力機(jī)整機(jī)建模
    本章小結(jié)
第5章 風(fēng)力機(jī)葉片及整機(jī)仿真分析
    5.1 葉片的流固耦合分析
        5.1.1 軟件概述
        5.1.2 軟件特點(diǎn)
        5.1.3 葉片網(wǎng)格的劃分及前處理
        5.1.4 結(jié)果分析
    5.2 葉片的模態(tài)分析
    5.3 風(fēng)力機(jī)整機(jī)數(shù)值模擬
        5.3.1 網(wǎng)格劃分及前處理設(shè)置
        5.3.2 計(jì)算結(jié)果及分析
    本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[4]小型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片設(shè)計(jì)研究[D]. 楊新彥.廣西大學(xué) 2006
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本文編號(hào)：3339841