隨著能源危機(jī)的加劇和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),風(fēng)能作為一種清潔、無污染的可再生能源,已受到世界各國(guó)的高度關(guān)注。在建筑環(huán)境中利用風(fēng)能發(fā)電具有免于輸送的優(yōu)點(diǎn),能夠很好的解決偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電問題,對(duì)于無電居民的意義重要。本文以建筑物周圍風(fēng)能利用為出發(fā)點(diǎn),采用理論分析與CFD數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,分析建筑物周圍三維風(fēng)場(chǎng)的基本狀況,重點(diǎn)探討建筑物屋頂上方的風(fēng)速與湍流強(qiáng)度隨高度的變化情況,為在建筑物屋頂安裝風(fēng)力機(jī)提供理論支持。首先,本文采用CFD數(shù)值模擬的方法主要對(duì)單個(gè)平頂建筑物、單個(gè)尖頂建筑物和兩個(gè)相鄰平頂建筑物周圍的風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行分析,利用風(fēng)速和湍流強(qiáng)度兩個(gè)因素探討了不同類型建筑物屋頂上方適合安裝風(fēng)力機(jī)的高度。結(jié)果表明:不同屋頂類型的建筑物對(duì)風(fēng)能都有一定的集結(jié)效果,屋頂上方的風(fēng)速能夠提高20%,可以使風(fēng)力機(jī)獲得較高的風(fēng)能;流經(jīng)建筑物的風(fēng)流由于發(fā)生紊亂而使湍流強(qiáng)度也隨之增大,建筑物屋頂中部的湍流強(qiáng)度最大;對(duì)比平頂建筑物和尖頂建筑物的風(fēng)場(chǎng),可以得出不同的屋頂形式對(duì)風(fēng)場(chǎng)的影響很大,其在屋頂安裝風(fēng)力機(jī)的高度也不盡相同;對(duì)于兩座相鄰的建筑物,由于前方建筑物的阻擋,后方建筑物屋頂?shù)娘L(fēng)速有所降低,適合安裝風(fēng)力機(jī)的高度隨之... 

【文章來源】：濟(jì)南大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 概述
    1.2 建筑周圍風(fēng)環(huán)境的特點(diǎn)
        1.2.1 風(fēng)的形成
        1.2.2 風(fēng)繞建筑物流動(dòng)的特點(diǎn)
    1.3 適宜風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究
    1.4 建筑物周圍風(fēng)環(huán)境的研究現(xiàn)狀
    1.5 小型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究現(xiàn)狀
    1.6 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 CFD數(shù)值模擬技術(shù)簡(jiǎn)介
    2.1 湍流的物理模型
    2.2 不可壓縮流體的控制方程
    2.3 湍流的數(shù)值模擬方法
    2.4 網(wǎng)格技術(shù)
        2.4.1 網(wǎng)格的分類
        2.4.2 網(wǎng)格質(zhì)量
    2.5 數(shù)值計(jì)算方法
    2.6 本章小結(jié)
第三章 建筑物周圍風(fēng)場(chǎng)的數(shù)值模擬
    3.1 平屋頂建筑物風(fēng)場(chǎng)分析
        3.1.1 建立幾何模型
        3.1.2 劃分網(wǎng)格
        3.1.3 設(shè)定邊界條件
        3.1.4 計(jì)算方法
        3.1.5 風(fēng)速 3m/s，風(fēng)向?yàn)?0°時(shí)建筑物周圍風(fēng)場(chǎng)分析
        3.1.6 不同風(fēng)向下建筑物屋頂風(fēng)能利用效果
        3.1.7 不同風(fēng)速時(shí)風(fēng)力機(jī)的安裝高度
    3.2 尖屋頂建筑物的風(fēng)場(chǎng)分析
    3.3 相鄰兩個(gè)建筑物屋頂風(fēng)能效果及風(fēng)力機(jī)安裝的參考位置
        3.3.1 相鄰兩個(gè)建筑物的幾何模型
        3.3.2 建筑物屋頂?shù)娘L(fēng)場(chǎng)分布
    3.4 不同高度的平頂建筑物的風(fēng)場(chǎng)分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 有風(fēng)力機(jī)的平頂建筑物風(fēng)場(chǎng)分析
    4.1 模型的建立與仿真
        4.1.1 建立幾何模型及網(wǎng)格劃分
        4.1.2 邊界條件的設(shè)置
        4.1.3 求解計(jì)算
    4.2 建筑物屋頂風(fēng)力機(jī)的仿真分析
        4.2.1 建筑物屋頂前沿處風(fēng)力機(jī)安裝位置
            4.2.1.1 屋頂前沿中部安裝風(fēng)力機(jī)的風(fēng)場(chǎng)分析
            4.2.1.2 屋頂前沿安裝多臺(tái)風(fēng)力機(jī)
        4.2.2 中線安裝風(fēng)力機(jī)位置的模擬分析
            4.2.2.1 中線三臺(tái)風(fēng)力機(jī)安裝高度為 8m時(shí)的風(fēng)場(chǎng)分析
            4.2.2.2 中線兩臺(tái)風(fēng)力機(jī)安裝高度為 3m時(shí)的風(fēng)場(chǎng)分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 風(fēng)力機(jī)翼型的選擇及其流場(chǎng)數(shù)值模擬
    5.1 翼型的幾何參數(shù)
    5.2 翼型在運(yùn)動(dòng)中的受力
    5.3 翼型的失速
    5.4 翼型的空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬
        5.4.1 攻角的計(jì)算
        5.4.2 計(jì)算模型的建立
            5.4.2.1 計(jì)算域的確定
            5.4.2.2 網(wǎng)格的劃分
            5.4.2.3 邊界條件的設(shè)定
    5.5 翼型的模擬結(jié)果
    5.6 本章小結(jié)
第六章 垂直軸風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)
    6.1 螺旋型垂直軸風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)
    6.2 葉輪的設(shè)計(jì)
        6.2.1 葉輪設(shè)計(jì)的參數(shù)
        6.2.2 額定風(fēng)速
        6.2.3 葉輪尺寸的確定
        6.2.4 風(fēng)輪葉片螺旋角度
        6.2.5 葉片翼型的選擇
    6.3 風(fēng)力機(jī)塔架的設(shè)計(jì)
    6.4 發(fā)電機(jī)的選擇
    6.5 風(fēng)力機(jī)的試驗(yàn)分析
        6.5.1 試驗(yàn)方案
        6.5.2 試驗(yàn)裝置
            6.5.2.1 鼓風(fēng)機(jī)
            6.5.2.2 控制器
            6.5.2.3 示波器
    6.6 試驗(yàn)結(jié)果
        6.6.1 風(fēng)速與轉(zhuǎn)速的試驗(yàn)結(jié)果
        6.6.2 轉(zhuǎn)速與風(fēng)力機(jī)功率的試驗(yàn)結(jié)果
        6.6.3 風(fēng)力機(jī)改進(jìn)試驗(yàn)
    6.7 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 主要工作與結(jié)論
    7.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
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