垂直軸風(fēng)力機(jī)作為目前常用的小型風(fēng)力機(jī),在高層建筑頂部以及城市樓宇之間得到廣泛應(yīng)用。因而展開其氣動(dòng)性能的研究,對于風(fēng)力機(jī)的氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì),具有十分重要的指導(dǎo)意義。本文首先采用商業(yè)CFD軟件,基于貼體網(wǎng)格,對螺旋式風(fēng)力機(jī)的氣動(dòng)性能進(jìn)行綜合分析,研究包括葉尖速比、葉頂渦以及二次流對于螺旋式風(fēng)力機(jī)性能的影響分析,結(jié)果顯示葉尖速比對于風(fēng)力機(jī)性能的影響主要來源于攻角差異及葉片-尾跡相互作用,葉頂渦和二次流均會(huì)導(dǎo)致風(fēng)力機(jī)性能的下降。此外,本文還分析研究了雷諾數(shù)及葉片預(yù)傾角對風(fēng)機(jī)功率系數(shù)的影響,并得到相關(guān)重要結(jié)論。本文基于顯式浸入式邊界法(Immersed Boundary Method,IBM)理論,編譯得到了可壓縮大渦模擬程序,并通過Eppler387算例對程序進(jìn)行了驗(yàn)證。同時(shí),采用該程序?qū)β菪斤L(fēng)力機(jī)及直葉片風(fēng)力機(jī)進(jìn)行三維、非定常流場數(shù)值模擬,詳細(xì)分析了貼體網(wǎng)格與IBM數(shù)值模擬結(jié)果的差異;并通過計(jì)算數(shù)據(jù),對比了螺旋式風(fēng)力機(jī)與直葉片風(fēng)力機(jī)的性能差異,結(jié)果顯示直葉片風(fēng)力機(jī)在相同工況下效率更高,但功率輸出波動(dòng)明顯。
【學(xué)位單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TK83
【部分圖文】：

第一章 緒論背景個(gè)清潔可持續(xù)的能源在最近幾個(gè)世紀(jì)均得到了廣泛應(yīng)，巴比倫王國的國王 Hammurabi 就開始使用風(fēng)能來完成場出現(xiàn)在 12 世紀(jì)的法國和英國，并在歐洲的得到了廣 世紀(jì)改進(jìn)后就一直沿用到了 18 世紀(jì)，直至 19 世紀(jì)末30000 個(gè)風(fēng)場用于播種跟泵水[1]。本世紀(jì)以來，風(fēng)力資與地區(qū)均得到了廣泛利用。如圖 1-1 所示，從 2001 年風(fēng)電裝機(jī)總量從 25000MW 增加至超過 200000MW，的發(fā)展勢頭[2]。目前全世界擁有豐富的風(fēng)利資源，在風(fēng)能已經(jīng)完全取代化石能源作為主要的能量來源，從潛能與發(fā)展前景。

1-2 Savonius 風(fēng)力機(jī)模型圖 The sketch of Savonius wind turb的空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)者 G.J.M.應(yīng)用于風(fēng)力機(jī)葉片，并將旋取。Darrieus 本人把這個(gè)發(fā)明力機(jī)葉片類似于鳥類翅膀的最小的阻力，那么就可以通過arrieus風(fēng)力機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)與種類型，但是各種 Darrieus 風(fēng)進(jìn)行一一介紹。 風(fēng)力機(jī)力機(jī)是兩個(gè)或者多個(gè)類似于

圖 1-5 1.5KW 關(guān)節(jié)式垂直軸風(fēng)力機(jī)An illustration of the 1.5 kW prototype by Blackhawk, Lavonius 混合型風(fēng)力機(jī)機(jī)與 Savonius 風(fēng)力機(jī)各有優(yōu)劣，Darrieus 風(fēng)力動(dòng)扭矩比較大，因此為了充分利用二者的優(yōu)勢新型混合式風(fēng)機(jī)，其中包括 Gupta 和 Biswas[31 Darrieus 與 Savonius 混合形風(fēng)力機(jī)的效率最高合在一起之后，整個(gè)風(fēng)力機(jī)低風(fēng)速下的自啟動(dòng)性究應(yīng)該專注于目前研究成果在大尺寸 Darrieus理性與準(zhǔn)確性。史亮[33]采用 RNG k-ε 模型分析性能。

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本文編號：2830832