風力機葉片的設計需要考慮多學科的問題,包括空氣動力學、結構動力學、材料力學等內容。翼型是構成風力機葉片幾何外形的基本要素,因此翼型性能的好壞直接決定了風力機性能的好壞。傳統(tǒng)風力機葉片多采用航空翼型,此類翼型通常具有較大的前緣粗糙度敏感性,當葉片表面由于灰塵、油污等原因變得不光滑時,升力系數和升阻比都會有很大程度的下降；另外,由于風力機葉片有不斷增大的趨勢,各剖面翼型的工作Re變化范圍為105～107,掌握不同Re數對翼型氣動特性的影響規(guī)律對風力機葉片的設計及載荷計算十分必要。因此研究表面粗糙度和雷諾數對翼型氣動性能的影響是比較熱點的問題。 本論文的研究上作是863課題“風力機組葉片的先進翼型族設計與應用”的一部分,論文研究工作主要包括以下內容：(1)對現(xiàn)有公開發(fā)表的翼型進行調研,歸納整理其幾何特性,總結彎度、厚度、前緣半徑等幾何因素對翼型氣動性能的影響規(guī)律;(2)介紹了翼型氣動計算的兩種方法CFD和面元法,對兩種方法分別進行了驗證,確定了計算方法的可靠性,并對兩種方法進行了比較；(3)利用NUMECA軟件,采用帶有壁面函數的K-E模型,模擬了翼型表面粗糙度對氣動性能的影響；(4)通過搜...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 背景及意義
    1.2 國內外風力發(fā)電現(xiàn)狀
        1.2.1 國外現(xiàn)狀
        1.2.2 國內現(xiàn)狀
    1.3 國內外翼型研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內容
第2章 風力機翼型基本理論
    2.1 翼型基本知識
        2.1.1 翼型的幾何參數
        2.1.2 翼型的氣動特性
        2.1.3 影響翼型氣動特性的參數
    2.2 傳統(tǒng)的風力機翼型
        2.2.1 NACA 系列翼型
        2.2.2 NACA 系列翼型住風力機上的應用
    2.3 風力機專用新翼型
        2.3.1 DU 系列翼型
        2.3.2 RISΦ系列翼型
        2.3.3 FFA 系列翼型
        2.3.4 NREL S 系列翼型
    2.4 本章小結
第3章 翼型氣動性能計算方法的研究
    3.1 基于 N-S 方程的 CFD 方法的研究
        3.1.1 幾何模型介紹
        3.1.2 數值方法介紹
        3.1.3 計算結果的確認
    3.2 基于 XFOIL 的面元法的研究
        3.2.1 XFOIL 介紹
        3.2.2 XFOIL 計算程序的驗證
    3.3 基于 XFOIL 的面元法和 CFD 方法的比較
    3.4 本章小結
第4章 風力機翼型氣動性能分析
    4.1 NACA 系列翼型
        4.1.1 NACA63215/NACA63218/NACA63221翼型
        4.1.2 NACA63415/NACA63418/NACA63421翼型
        4.1.3 NACA64415/NACA64618/NACA64421翼型
        4.1.4 NACA65415/NACA65421翼型
    4.2 DU 系列翼型
        4.2.1 DU300_EU/DU350_EU/DU400 EU 翼型
        4.2.2 DU91-W2-250/DU98-W-210翼型
    4.3 FFA系列翼型
    4.4 本章小結
第5章 表面粗糙度和雷諾數對翼型氣動性能的影響
    5.1 表面粗糙度對翼型氣動性能的影響
        5.1.1 幾何模型
        5.1.2 數值模型
        5.1.3 網格無關性的驗證
        5.1.4 壁面粗糙度對氣動性能的影響
    5.2 雷諾數對翼型氣動性能的影響
        5.2.1 幾何模型
        5.2.2 數值方法
        5.2.3 S825翼型計算結果分析
        5.2.4 NACA63215和 NACA63418計算結果分析
        5.2.5 從低雷諾數到高雷諾數延拓的方法
    5.3 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
攻讀碩士學位期間參加的科研工作
致謝



本文編號：3785526