發(fā)布時間：2020-04-23 04:47

【摘要】： 風能作為一種取之不盡、用之不竭的新型能源具有良好的應用前景和開發(fā)潛力。我國的風能資源比較豐富,大力發(fā)展風電符合我國確立的可持續(xù)性發(fā)展的戰(zhàn)略要求。近年來,將空氣動力學的理論應用于風力機設計的研究逐步深入,計算機技術和計算流體力學的發(fā)展為提高水平軸風力機研究水平提供了有利條件。 風力機的氣動性能預測是風力機研究者面臨的最困難的工作之一,也是風力機設計的必要步驟。準確預測直接影響到風力機的工作壽命及經(jīng)濟成本。自然界風的不穩(wěn)定性及葉片流場的三維特性在一定程度上都增加了風力機氣動性能預測的難度。 本文的工作如下: 1.分析L-B(Leishman-Beddoes)動態(tài)失速模型,結合Du-Selig靜態(tài)失速模型中對分離點三維修正的方法,進行三維旋轉修正,編寫相應的計算程序。計算翼型S809在不同平均攻角不同縮減頻率下的動態(tài)失速性能,并與實驗數(shù)據(jù)進行比較。 2.將以上的L-B動態(tài)失速模型耦合進課題組水平軸風力機氣動性能預測程序中,對美國可再生能源實驗室的水平軸風力機在不同偏航角度下的氣動性能進行預測,并實驗數(shù)據(jù)進行比較。 3.采用多流管模型對垂直軸風力機氣動性能進行預測,利用多流管模型計算某公司的垂直軸風力機氣動特性。并對多流管模型進行修正,改善收斂性能。 4.基于垂直軸風力機的運行原理,有效攻角沿不同周向位置變化,對多流管模型利用動態(tài)失速模型進行修正,并對Sandia國家實驗室17m垂直軸風力機進行氣動性能預測,并與實驗數(shù)據(jù)進行對比。
【圖文】：

并增加弦長以達到中等風速時的最佳的風輪性能。這一設計方法力機年平均的能量輸出大大增加[17]。入 90 年代以來，隨著計算流體力學水平的提高，各種葉片幾何優(yōu)現(xiàn)。采用粘性-無粘的迭代數(shù)值計算，或是葉片表面邊界層的分析流、轉捩點的確定)，，各截面氣動參數(shù)的準確確定，實現(xiàn)了在一定佳的葉片幾何形狀設計[18]。

以看到在沒有發(fā)生失速前的葉片氣動性能和葉片在二一致，但是風力機葉片旋轉時的升力系數(shù)并沒有像二速后下降，而且在不同徑向位置葉片的最大升力系數(shù)升力系數(shù)最大達到 2.4 且基本上沒有下降的趨勢。而系數(shù)逐漸降低。從葉片升阻力系數(shù)的預測值和實驗值機功率輸出峰值預測和實驗值間的差別，因此使用更系數(shù)的預測值和實驗值的比較來說明問題。從圖 1-20。時最大推力系數(shù)的試驗值為預測值的 3 倍，由此知大的原因。圖 1-5 為葉片在葉高為 63%時的實際扭矩對比。
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TK83

【參考文獻】

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本文編號：2637369