為充分利用建筑周圍的局部強(qiáng)化風(fēng),對建筑環(huán)境中的垂直軸風(fēng)力機(jī)進(jìn)行了非定常數(shù)值模擬。對以NACA0021翼型作為葉片截面的三葉片原始直線翼垂直軸風(fēng)力機(jī)周圍流場進(jìn)行數(shù)值模擬,并與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較,結(jié)合高聳建筑的高度優(yōu)勢、建筑擴(kuò)散體強(qiáng)化風(fēng)速效應(yīng)及風(fēng)向研究建筑增強(qiáng)型直線翼垂直軸風(fēng)力機(jī)捕獲風(fēng)能的特點(diǎn)與優(yōu)勢。結(jié)果表明:建筑增強(qiáng)型直線翼垂直軸風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)最高提升至原始直線翼垂直軸風(fēng)力機(jī)的2.47倍,但其載荷波動大,對結(jié)構(gòu)安全性與可靠性提出了更高的要求,且對風(fēng)向、建筑擴(kuò)散體排布方式及建筑外廓敏感度高。 

【文章來源】：動力工程學(xué)報(bào). 2018,38(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖１圓柱體建筑物之間的夾道效應(yīng)Ｆｉｇ．１Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄｆｌｏｗｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏｒｏｕｎｄｂｕｉｌｄｉｎｇｓ

采用地面粗糙度類別為Ｄ的經(jīng)驗(yàn)指數(shù)模型來描述上海市市區(qū)平均風(fēng)速沿高度的變化規(guī)律。上海市年平均風(fēng)速為３．６５ｍ／ｓ，根據(jù)風(fēng)剪切效應(yīng)可知，２００ｍ高空處的城市來流風(fēng)速為９ｍ／ｓ。１．３主要?dú)鈩訁?shù)在ＳＢ－ＶＡＷＴ中赤道平面攻角α隨相位角的周期性變化關(guān)系如下：α＝ｔａｎ－１（ｓｉｎθλ＋ｃｏｓθ）（２）式中：θ為相位角；λ為葉尖速比。葉尖速比定義為葉尖切向速度與來流風(fēng)速的比值：λ＝ＲωＶ∞（３）式中：ω為角速度；Ｖ∞為來流風(fēng)速；Ｒ為旋轉(zhuǎn)半徑。力矩系數(shù)Ｃｍ與風(fēng)能利用系數(shù)Ｃｐ均是衡量ＶＡＷＴ性能的重要指標(biāo)。Ｃｍ＝２Ｔ／（ρＡＲＶ２∞）Ｃｐ＝２Ｐ／（ρＡＶ３∞烅烄烆）（４）式中：Ｔ為轉(zhuǎn)矩；Ｐ為風(fēng)力機(jī)功率；ρ為空氣密度；Ａ為掃風(fēng)面積。實(shí)度σ作為描述ＳＢ－ＶＡＷＴ幾何形狀的重要無因次參數(shù)，其表達(dá)式［１］如下：σ＝Ｎｃ／（２Ｒ）（５）式中：Ｎ為葉片數(shù)；ｃ為翼型弦長。２計(jì)算模型２．１幾何模型采用對低雷諾數(shù)工況有較高風(fēng)能利用系數(shù)的ＮＡＣＡ００２１對稱翼型［１８］，其弦長ｃ為８５．８ｍｍ，最大厚度為０．２１ｃ，最大厚度位置在０．３ｃ處，翼型幾何模型見圖２。圖２翼型幾何模型Ｆｉｇ．２Ｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅａｉｒｆｏｉｌ為與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較，采用的幾何模型參數(shù)均與文獻(xiàn)［１９］相同。ＳＢ－ＶＡＷＴ幾何參數(shù)見表２。巴林世界貿(mào)易中心的建筑增強(qiáng)型水平軸風(fēng)力機(jī)實(shí)圖與本文ＢＡＳＢ－ＶＡＷＴ幾何模型的對比如圖３所示。其中建筑增強(qiáng)型水平軸風(fēng)力

圖圖３２種ＶＡＷＴ對比圖（ｄ）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3597516