目前,大多數(shù)水平軸風(fēng)力機(jī)是依據(jù)水平均勻來(lái)流的假設(shè)來(lái)設(shè)計(jì)的。然而,當(dāng)大規(guī)模水平軸風(fēng)力機(jī)置于幾百米高的大氣層時(shí)這樣的假設(shè)是不太合理的。由于地面粘度和地形粗糙度的存在,靠近地面的大氣邊界層處存在較大的風(fēng)力梯度,該梯度作用于葉片上將產(chǎn)生葉片的轉(zhuǎn)矩和俯仰力矩的變化,從而導(dǎo)致輸出功率的減少。本文提出了一種基于馬格努斯效應(yīng)的風(fēng)能葉片的新構(gòu)型——Chiral葉片,目的是研究Chiral葉片在大氣邊界層內(nèi)產(chǎn)生升力以及提高輸出功率的可能性。在整個(gè)研究中,NACA4418將被選擇作為傳統(tǒng)葉片的參考模型,Chiral葉片將被簡(jiǎn)化為自旋的圓筒。該研究將包括兩個(gè)獨(dú)立的部分:(1)量化由于在大氣邊界層內(nèi)部使用傳統(tǒng)葉片而產(chǎn)生功率損失的比例,(2)估量當(dāng)以Chiral葉片代替?zhèn)鹘y(tǒng)葉片的增益效率。首先,本文應(yīng)用葉片微元?jiǎng)恿坷碚?blade element momentum,BEM)建立葉片氣動(dòng)性能計(jì)算模型,基于該模型編制Python語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)出傳統(tǒng)葉片幾何模型,再利用EXCEL計(jì)算大氣邊界層內(nèi)傳統(tǒng)葉片的功率損失,然后通過假定每個(gè)傳統(tǒng)葉片葉素可工作在最佳升力狀態(tài),我們?cè)O(shè)計(jì)出一種等效的優(yōu)化葉片(Chiral葉片)并與之前的...

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題研究目的及意義
    1.2 馬格努斯效應(yīng)的研究發(fā)展
    1.3 馬格努斯風(fēng)力機(jī)的研究發(fā)展
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
2 流體力學(xué)的基本理論
    2.1 綜述大氣邊界層和垂直風(fēng)梯度
    2.2 空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
    2.3 本章小結(jié)
3 基于葉片微元?jiǎng)恿浚˙EM）理論的初步分析
    3.1 傳統(tǒng)翼型葉片的葉片微元?jiǎng)恿坷碚?br>    3.2 Chiral葉片的葉片微元?jiǎng)恿坷碚?br>    3.3 葉片微元?jiǎng)恿坷碚撛趥鹘y(tǒng)葉片和Chiral葉片上的應(yīng)用
    3.4 本章小結(jié)
4 二維翼型流場(chǎng)的數(shù)值模擬
    4.1 數(shù)值模擬過程
    4.2 翼型NACA4418的計(jì)算
    4.3 Chiral葉片的橫截面的數(shù)值模擬
    4.4 計(jì)算結(jié)果的比較
    4.5 本章小結(jié)
5 三維葉片的流場(chǎng)數(shù)值模擬
    5.1 基于NACA4418翼型的傳統(tǒng)葉片的計(jì)算
    5.2 Chiral葉片的計(jì)算
    5.3 計(jì)算結(jié)果的比較
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 研究工作總結(jié)
    6.2 課題展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目與發(fā)表論文



本文編號(hào)：3900521