為研究Savonius風力機的葉片弧度對其功率性能的影響,建立Savonius風力機的二維有限元分析模型,應用FLUENT進行數值模擬計算。計算基于RNG k-ε湍流模型,采用滑移網格技術實現風力機的轉動。研究了葉片弧度從（140～180）°范圍的風力機在不同尖速比下的平均力矩系數與平均功率系數,通過比較最大平均功率系數來確定葉片弧度的最優(yōu)值。數值模擬的結果表明:葉片弧度越小,Savonius風力機受到的阻力矩越大,其平均力矩系數和平均功率系數就越低,即功率性能越差;葉片弧度在180°時,Savonius風力機功率性能最優(yōu)。 

【文章來源】：機械設計與制造. 2019,(02)北大核心

【文章頁數】：5 頁

【部分圖文】：

Savonius風力機三維示意圖Fig.13DSchematicDiagramofSavoniusWindTurbine

一般地，風力機從來流風中獲取的能量（即功率系數）用Cp值表示，它是評價風力機好壞的一個決定性參數，風力機功率系數的定義為風力機獲得的風能與作用在風力機的原風能之比。Cp的計算公式如下：Cp=PPw=P0.5ρAv3=P0.5ρDHv3（2）另外，風力機從來流風中獲得的力矩（即力矩系數）用Cm值表示，其定義為風力機獲得的轉矩與作用在風力機上的力矩之比。Cm的計算公式如下：Cm=M0.25ρAv2D=M0.25ρD2Hv2（3）式中：ρ—空氣密度，kg/m3；A—風力機掃掠面積，m2，A=DH，D—風力機葉輪直徑，m；H—風力機葉輪高度，m（二維計算中取H=1m）[10]；v—來流風速，m/s；P—風力機獲得的實際功率，W；M—風輪受到的實際力矩，N·m�？諝鈩恿W中，將葉尖的圓周速度與來流風速的比值稱為葉尖速比，用λ表示，它反映了風力機旋轉速度的快慢[2]。其計算公式如下：λ=ωD2v（4）式中：D—風力機葉輪直徑，m；ω—風輪旋轉角速度，rad/s。通過對式（2）與式（3）的進一步變換，可以得出風力機功率系數與力矩系數的換算關系為：Cp=λCm（5）3數值模擬方法3.1幾何模型Savonius風力機的三維和二維示意圖，如圖1、圖2所示。H圖1Savonius風力機三維示意圖Fig.13DSchematicDiagramofSavoniusWindTurbineXDvvdY準ωθ圖2Savonius風力機二維示意圖Fig.22DSchematicDiagramofSavoniusWindTurbine圖中：H—風力機葉輪高度；v—來流風速；θ—Savonius風力機的轉角；ω—風力機的旋轉速度；d—葉片的弦長；D—風力機葉輪的直徑；φ—葉片弧度。幾何模型的?

一般地，風力機從來流風中獲取的能量（即功率系數）用Cp值表示，它是評價風力機好壞的一個決定性參數，風力機功率系數的定義為風力機獲得的風能與作用在風力機的原風能之比。Cp的計算公式如下：Cp=PPw=P0.5ρAv3=P0.5ρDHv3（2）另外，風力機從來流風中獲得的力矩（即力矩系數）用Cm值表示，其定義為風力機獲得的轉矩與作用在風力機上的力矩之比。Cm的計算公式如下：Cm=M0.25ρAv2D=M0.25ρD2Hv2（3）式中：ρ—空氣密度，kg/m3；A—風力機掃掠面積，m2，A=DH，D—風力機葉輪直徑，m；H—風力機葉輪高度，m（二維計算中取H=1m）[10]；v—來流風速，m/s；P—風力機獲得的實際功率，W；M—風輪受到的實際力矩，N·m。空氣動力學中，將葉尖的圓周速度與來流風速的比值稱為葉尖速比，用λ表示，它反映了風力機旋轉速度的快慢[2]。其計算公式如下：λ=ωD2v（4）式中：D—風力機葉輪直徑，m；ω—風輪旋轉角速度，rad/s。通過對式（2）與式（3）的進一步變換，可以得出風力機功率系數與力矩系數的換算關系為：Cp=λCm（5）3數值模擬方法3.1幾何模型Savonius風力機的三維和二維示意圖，如圖1、圖2所示。H圖1Savonius風力機三維示意圖Fig.13DSchematicDiagramofSavoniusWindTurbineXDvvdY準ωθ圖2Savonius風力機二維示意圖Fig.22DSchematicDiagramofSavoniusWindTurbine圖中：H—風力機葉輪高度；v—來流風速；θ—Savonius風力機的轉角；ω—風力機的旋轉速度；d—葉片的弦長；D—風力機葉輪的直徑；φ—葉片弧度。幾何模型的?


本文編號：3436801