發(fā)布時(shí)間：2023-05-30 18:25

　　地球的風(fēng)能資源儲(chǔ)量是非常豐富的,在現(xiàn)如今風(fēng)力機(jī)行業(yè)的發(fā)展研究過程中我們不難發(fā)現(xiàn),許多研究學(xué)者通過各種各樣的方式來增大風(fēng)能利用效率,所以提升整個(gè)風(fēng)輪的氣動(dòng)效率也已經(jīng)上升為大家迫切需要解決的重點(diǎn)之一。其中備受關(guān)注的一個(gè)研究方向是在水平軸風(fēng)力機(jī)葉片上添加主動(dòng)或被動(dòng)流量控制裝置,例如尾緣襟翼、葉尖小翼、渦流發(fā)生器等,它們均對(duì)水平軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)特性有良好的改善效果。翼刀最早應(yīng)用于飛機(jī)機(jī)翼上,用來抑制飛機(jī)機(jī)翼上從內(nèi)翼向外翼的流動(dòng)分離,以此來增加飛機(jī)的安全性能。葉片翼刀結(jié)構(gòu)形式簡單,并且對(duì)葉片的結(jié)構(gòu)影響很小,因此提出將翼刀應(yīng)用于水平軸風(fēng)力機(jī)上,以期待它在改善水平軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能上有所幫助。為了研究添加葉片翼刀對(duì)水平軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)特性的影響,本文將應(yīng)用美國可再生能源實(shí)驗(yàn)室公開的NREL 5MW大型水平軸風(fēng)力機(jī)模型作為基礎(chǔ)對(duì)比模型,通過在基礎(chǔ)模型上添加不同位形參數(shù)的葉片翼刀,分析它在不同工況下與基礎(chǔ)模型相比氣動(dòng)特性的改善。本文主要內(nèi)容及得出結(jié)論如下:首先,對(duì)網(wǎng)格無關(guān)性以及風(fēng)力機(jī)扭矩計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證,以確保數(shù)值模擬方法計(jì)算的精確程度和準(zhǔn)確性在可允許的誤差范圍內(nèi)。運(yùn)用CFD方法對(duì)5MW水平軸風(fēng)力機(jī)基...

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 風(fēng)電行業(yè)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國際風(fēng)電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國內(nèi)外風(fēng)力機(jī)流量控制技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)外翼刀研究現(xiàn)狀
    1.4 論文主要研究內(nèi)容
    1.5 本文創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 風(fēng)力機(jī)基本理論與計(jì)算方法
    2.1 風(fēng)力機(jī)基本概念及理論
        2.1.1 控制體
    2.2 貝茲理論
    2.3 葉片翼型基本理論
        2.3.1 風(fēng)力機(jī)翼型幾何參數(shù)
        2.3.2 翼型氣動(dòng)理論
        2.3.3 葉素理論
        2.3.4 動(dòng)量理論
        2.3.5 BEM理論
        2.3.6 葉根與葉尖損失修正
    2.4 邊界層理論
    2.5 計(jì)算方法
        2.5.1 控制方程
        2.5.2 k-ωSST湍流模型
        2.5.3 Ansys CFX軟件介紹
第3章 5MW級(jí)風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)性能分析
    3.1 風(fēng)力機(jī)模型建立
        3.1.1 NREL5MW風(fēng)力機(jī)基本幾何參數(shù)
        3.1.2 計(jì)算工況
    3.2 計(jì)算域確定和邊界條件設(shè)定
        3.2.1 計(jì)算域確定
        3.2.2 邊界條件設(shè)定
    3.3 網(wǎng)格劃分和網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證
        3.3.1 計(jì)算網(wǎng)格
        3.3.2 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證
    3.4 扭矩驗(yàn)證
    3.5 無翼刀風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能計(jì)算結(jié)果分析
        3.5.1 葉片表面極限流線
        3.5.2 葉片根部截面的分離特性分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 普通翼刀位形參數(shù)對(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)特性的影響
    4.1 普通翼刀位形參數(shù)介紹
    4.2 氣動(dòng)特性表征參數(shù)介紹
        4.2.1 風(fēng)能利用系數(shù)
        4.2.2 壓力系數(shù)
    4.3 翼刀展向位置對(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)特性的影響
        4.3.1 展向位置尺寸參數(shù)的選取
        4.3.2 各展向位置翼刀的氣動(dòng)表征參數(shù)對(duì)比
        4.3.3 各展向位置翼刀的表面極限流線對(duì)比
        4.3.4 各展向位置翼刀的截面壓力分布和分離特性對(duì)比
    4.4 翼刀高度對(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)特性的影響
        4.4.1 高度位置尺寸參數(shù)的選取
        4.4.2 各高度翼刀的氣動(dòng)表征參數(shù)對(duì)比
        4.4.3 各高度翼刀的表面極限流線對(duì)比
        4.4.4 各高度翼刀的截面壓力分布和分離特性對(duì)比
    4.5 翼刀安裝角度對(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)特性的影響
        4.5.1 安裝角度尺寸參數(shù)的選取
        4.5.2 各安裝角度翼刀的氣動(dòng)表征參數(shù)對(duì)比
        4.5.3 各安裝角度翼刀的表面極限流線對(duì)比
        4.5.4 各安裝角度翼刀的截面分離特性對(duì)比
    4.6 本章小結(jié)
第5章 翼刀形狀和數(shù)量對(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)特性的影響
    5.1 弧形翼刀對(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)特性的影響
        5.1.1 弧形翼刀的位形尺寸選取
        5.1.2 弧形翼刀的氣動(dòng)特性參數(shù)對(duì)比
        5.1.3 弧形翼刀的表面極限流線對(duì)比
        5.1.4 弧形翼刀的截面壓力分布和分離特性對(duì)比
    5.2 前緣鋸齒翼刀對(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)特性的影響
        5.2.1 前緣鋸齒翼刀的計(jì)算網(wǎng)格
        5.2.2 前緣鋸齒翼刀的氣動(dòng)表征參數(shù)對(duì)比
        5.2.3 前緣鋸齒翼刀的表面極限流線對(duì)比
        5.2.4 前緣鋸齒翼刀的截面壓力分布和分離特性對(duì)比
    5.3 雙翼刀布局對(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)特性的影響
        5.3.1 雙翼刀的計(jì)算網(wǎng)格
        5.3.2 雙翼刀的氣動(dòng)表征參數(shù)對(duì)比
        5.3.3 雙翼刀的表面極限流線對(duì)比
        5.3.4 雙翼刀的截面壓力分布和分離特性對(duì)比
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3824799