隨著風(fēng)能的廣泛利用,風(fēng)力機以及風(fēng)電場的大型化,對風(fēng)電場功率輸出的準(zhǔn)確預(yù)測越來越受到人們的關(guān)注,而風(fēng)力機的氣動及尾流特性對風(fēng)電場功率的輸出影響很大。本文通過數(shù)值計算,研究了風(fēng)洞環(huán)境以及大氣邊界層條件下的風(fēng)力機的氣動及尾流特性,探究了葉輪下游尾流速度耗散的變化情況,這些研究結(jié)果能夠起到預(yù)測風(fēng)電場功率以及便于風(fēng)電場的選址等功用。致動線方法不需要模擬葉片實體,以體積力來代表葉片對流體的作用,同時也不需要對實體葉片表面復(fù)雜的邊界層進行求解,因此使網(wǎng)格劃分變得簡單,減少了計算求解的時間。本文采用基于求解器MaPFlow的致動線模型,首先對風(fēng)洞環(huán)境下的MEXICO風(fēng)力機的氣動特性進行了模擬,結(jié)果表明在低風(fēng)速情況下模擬結(jié)果與實驗結(jié)果較為吻合,而在高風(fēng)速情況下由于三維旋轉(zhuǎn)效應(yīng)誤差相對較大,基本驗證了模型的準(zhǔn)確性。然后在風(fēng)洞環(huán)境下,對于MEXICO風(fēng)力機的尾流速度特性采用致動線模型方法進行探究,采用的風(fēng)速工況為10m/s、14.7m/s、24.12m/s,模擬結(jié)果表明,在葉片展向方向上,軸向速度隨葉片半徑的增大而減小;在葉輪下游,尾流區(qū)存在速度虧損,風(fēng)速越小、葉尖速比越大時,速度虧損現(xiàn)象越嚴(yán)重;隨著風(fēng)速的...

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究內(nèi)容
2 數(shù)值模型及研究方法
    2.1 數(shù)值模型
    2.2 求解器MaPFlow
    2.3 致動模型計算流程
    2.4 本章小結(jié)
3 風(fēng)洞環(huán)境下風(fēng)力機的氣動及尾流特性數(shù)值研究
    3.1 MEXICO實驗介紹
    3.2 數(shù)值計算設(shè)置
    3.3 致動線模型的驗證
    3.4 MEXICO風(fēng)力機尾流特性模擬
    3.5 本章小結(jié)
4 大氣邊界層條件下風(fēng)力機尾流數(shù)值研究
    4.1 大氣邊界層理論
    4.2 模型介紹及數(shù)值計算設(shè)置
    4.3 結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
附錄 碩士期間發(fā)表文章



本文編號：3749943