作為綠色環(huán)�？稍偕茉�,風(fēng)能的發(fā)展受到全世界的矚目。風(fēng)力機是利用風(fēng)能資源的主要機械之一,并逐步朝著大型化趨勢發(fā)展,但是由于環(huán)境因素、測量誤差、計算資源等因素的制約,對水平軸風(fēng)力機氣動性能的預(yù)估往往經(jīng)驗不足,造成較大誤差。 由于針對風(fēng)力機性能預(yù)測的風(fēng)洞試驗和外場試驗經(jīng)常遇到各種環(huán)境干擾因素,加之雷諾數(shù)效應(yīng)的無法避免,影響到測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了解決上述問題,本文以流體力學(xué)中相似理論為基礎(chǔ),采用不同的近似模型方法,針對兩葉片風(fēng)力機進行三維定常流場計算。通過對比近似模型計算結(jié)果,從葉片表面流動特性和力特性進行分析,得到最適合風(fēng)力機相似計算的近似模型方法。在此近似模型法的基礎(chǔ)上,計算了最佳縮比率的適用范圍。進而通過三葉片的大型風(fēng)力機數(shù)值計算進行驗證,結(jié)果表明各個工況下的模型風(fēng)力機葉片表面流動特性及載荷特性與原型保持相似。整個研究過程加強了對風(fēng)力機空氣動力學(xué)的理解,且將相似理論與空氣動力學(xué)相互柔和,形成一套較完整的風(fēng)力機相似理論數(shù)值計算方法,總結(jié)如下： (1)通過兩葉片風(fēng)力機數(shù)值計算結(jié)果可知僅滿足幾何相似和葉尖速比相等并不充分,尤其是在風(fēng)力機運行過程中發(fā)生強烈流動分離時,計算結(jié)果與原型結(jié)果相差較...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及工程意義
        1.1.1 國外風(fēng)電發(fā)展?fàn)顩r
        1.1.2 國內(nèi)風(fēng)電發(fā)展?fàn)顩r
    1.2 國內(nèi)外風(fēng)力機研究狀況
    1.3 目前存在的問題
    1.4 主要研究內(nèi)容
    1.5 創(chuàng)新點
第二章 風(fēng)力機氣動特性與相似理論
    2.1 風(fēng)力機基本概念
        2.1.1 翼型幾何參數(shù)
        2.1.2 作用在運動翼型上的氣動力
        2.1.3 升阻力系數(shù)變化曲線
    2.2 風(fēng)輪幾何定義與空氣動力學(xué)特性系數(shù)
        2.2.1 風(fēng)輪幾何定義
        2.2.2 風(fēng)輪空氣動力特性
    2.3 風(fēng)力機氣動特性主要研究方法
        2.3.1 動量—葉素理論
        2.3.2 渦尾跡方法
        2.3.3 CFD方法
    2.4 水平軸風(fēng)力機相似理論
        2.4.1 相似理論
        2.4.2 幾何相似風(fēng)力機特性
        2.4.3 近似模型法
第三章 兩葉片風(fēng)力機相似特性研究
    3.1 兩葉片風(fēng)力機三維模型建立
    3.2 數(shù)值計算域和邊界條件
    3.3 風(fēng)力機相似理論應(yīng)用研究
        3.3.1 計算方案
        3.3.2 數(shù)值模擬方法
        3.3.3 模擬結(jié)果對比分析
            3.3.3.1 葉片表面流動特性及壓力分布對比分析
            3.3.3.2 力特性對比分析
    3.4 雷諾模型尺寸效應(yīng)研究
        3.4.1 葉片表面流動特性
        3.4.2 力特性對比分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于雷諾模型法三葉片風(fēng)力機氣動特性研究
    4.1 三葉片風(fēng)力機三維模型建立
    4.2 數(shù)值計算域和邊界條件
    4.3 雷諾模型法的應(yīng)用
    4.4 數(shù)值計算
        4.4.1 葉片吸力面流線圖和壓力分布
        4.4.2 力特性對比分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 雷諾模型法對雷諾數(shù)、湍流粘度、切向力和法向力的影響分析
    5.1 雷諾模型法對雷諾數(shù)的影響
    5.2 雷諾模型法對湍流粘度的影響
        5.2.1 風(fēng)力機葉片吸力面湍流粘度分布
        5.2.2 葉片周圍湍流粘度分布
        5.2.3 湍流粘度曲線
    5.3 雷諾模型法對切向力系數(shù)和法向力系數(shù)的影響
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄



本文編號：3846535