目前國內(nèi)陸上風力機占比較大,主要分布在西北、華北等地,但這兩個地區(qū)也是風沙影響較為嚴重的區(qū)域,這意味著風力機運行過程中總會受到沙塵顆粒的影響,降低風輪的氣動性能,導致發(fā)電量顯著減少。因此,對風沙環(huán)境中風力機氣動性能及運行特性的研究分析很有必要。本文采用SST k-ω湍流模型和離散相模型（DPM）對S809翼型進行氣固兩相數(shù)值模擬,分析了不同顆粒屬性對翼型氣動性能的影響;其次采用修正后的葉素動量（BEM）理論對運行在不同工況下的風力機進行氣動設計,分析了風沙環(huán)境對風力機整機氣動性能的影響;最后針對風力機直葉片,研究了顆粒直徑和顆粒質量濃度對三維翼型邊界層的影響規(guī)律。主要研究內(nèi)容如下:（1）加入不同粒徑的沙塵顆粒對翼型進行氣固兩相流數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)在粒徑范圍為5μm³0μm時,隨著顆粒直徑的增大,翼型的升力系數(shù)減小,阻力系數(shù)增大,而在粒徑范圍為30μm¹00μm時,隨著顆粒直徑的增大,翼型的升力系數(shù)增大,阻力系數(shù)減小,其中粒徑約為30μm的顆粒使翼型的升力系數(shù)取最小值,阻力系數(shù)取最大值。（2）加入不同質量濃度的沙塵顆粒對翼型進行氣固兩相流數(shù)值模擬,... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

008-2019中國風電新增及累計并網(wǎng)量（單位：萬千瓦）

碩士學位論文3破壞農(nóng)作物生長，污染環(huán)境，給國民經(jīng)濟建設和人民生命財產(chǎn)安全造成嚴重的損失和極大的危害，最重要的是也會對位于西北地區(qū)和華北北部地區(qū)的陸上風電項目造成嚴重的影響，致使研究者在設計和制造風力機時不得不考慮風沙天氣。沙塵顆粒對風力機的影響主要有以下幾個方面：1）.沙塵顆粒與空氣的氣流相互作用會影響空氣的湍流特征，進一步對風力機葉片表面的邊界層造成一定的影響；2）.風裹挾著沙塵顆粒運動使得能量發(fā)生轉移，進而改變風力機葉片的氣動性能和其周圍的繞流流場；3）.沙塵顆粒撞擊在葉片表面，使得風力機葉片發(fā)生侵蝕磨損，降低風力機葉片的使用壽命，進而降低風輪對風能的捕獲能力。因此，由于風沙天氣在西北地區(qū)和華北地區(qū)普遍存在，其造成的影響也已經(jīng)引起了人們的普遍重視。風沙環(huán)境中風力機的相關研究成為風電行業(yè)發(fā)展的迫切要求，是開展風沙環(huán)境中風力機設計及優(yōu)化的重要基礎，同時也是改善風沙環(huán)境中風力機運行特性和提高風沙環(huán)境中風力機風能利用率的科學依據(jù)，因此風沙環(huán)境中風力機的相關研究具有重要的理論和實踐意義。圖1.2我國風資源分布圖1.3沙塵暴天氣1.3研究現(xiàn)狀1.3.1葉片氣動設計研究現(xiàn)狀風力機氣動外形設計決定著風力機功率特性和氣動載荷特性，因此國內(nèi)外諸

碩士學位論文3破壞農(nóng)作物生長，污染環(huán)境，給國民經(jīng)濟建設和人民生命財產(chǎn)安全造成嚴重的損失和極大的危害，最重要的是也會對位于西北地區(qū)和華北北部地區(qū)的陸上風電項目造成嚴重的影響，致使研究者在設計和制造風力機時不得不考慮風沙天氣。沙塵顆粒對風力機的影響主要有以下幾個方面：1）.沙塵顆粒與空氣的氣流相互作用會影響空氣的湍流特征，進一步對風力機葉片表面的邊界層造成一定的影響；2）.風裹挾著沙塵顆粒運動使得能量發(fā)生轉移，進而改變風力機葉片的氣動性能和其周圍的繞流流場；3）.沙塵顆粒撞擊在葉片表面，使得風力機葉片發(fā)生侵蝕磨損，降低風力機葉片的使用壽命，進而降低風輪對風能的捕獲能力。因此，由于風沙天氣在西北地區(qū)和華北地區(qū)普遍存在，其造成的影響也已經(jīng)引起了人們的普遍重視。風沙環(huán)境中風力機的相關研究成為風電行業(yè)發(fā)展的迫切要求，是開展風沙環(huán)境中風力機設計及優(yōu)化的重要基礎，同時也是改善風沙環(huán)境中風力機運行特性和提高風沙環(huán)境中風力機風能利用率的科學依據(jù)，因此風沙環(huán)境中風力機的相關研究具有重要的理論和實踐意義。圖1.2我國風資源分布圖1.3沙塵暴天氣1.3研究現(xiàn)狀1.3.1葉片氣動設計研究現(xiàn)狀風力機氣動外形設計決定著風力機功率特性和氣動載荷特性，因此國內(nèi)外諸

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]中國西北地區(qū)沙塵質量濃度的地基遙感研究[D]. 華雯麗.蘭州大學 2018
[2]基于顆粒Stokes數(shù)的風力機葉片沖蝕磨損特性研究[D]. 趙振希.蘭州理工大學 2018
[3]風沙環(huán)境下顆粒對風力機翼型氣動性能的影響研究[D]. 金俊俊.蘭州理工大學 2017
[4]不同雷諾數(shù)下孤立翼型分離流動的數(shù)值模擬[D]. 艾國遠.重慶大學 2017
[5]風沙環(huán)境下風力機葉片及翼型的邊界層特性研究[D]. 李秋燕.蘭州理工大學 2016
[6]風沙環(huán)境下風力機葉片的沖蝕磨損特性研究[D]. 王成澤.蘭州理工大學 2016
[7]風沙環(huán)境下風力機翼型的氣固兩相流動特性研究[D]. 董麟.蘭州理工大學 2014
[8]風力機結冰翼型的氣動性能分析及優(yōu)化設計[D]. 蔣傳鴻.重慶大學 2014
[9]風沙環(huán)境下水平軸風力機的氣動特性研究[D]. 范向增.蘭州理工大學 2014



本文編號：3453369