葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)最重要部件之一，其性能直接影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)的綜合性能。小型風(fēng)機(jī)一般選用非扭曲葉片，大型葉片一般選用扭曲葉片。小型風(fēng)機(jī)非扭曲葉片和扭曲葉片氣動(dòng)性能研究及對(duì)比較少，所以這些研究及對(duì)比成為必要研究?jī)?nèi)容。大型風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)質(zhì)量大，成本高，葉片翼型厚度優(yōu)化成為當(dāng)前重要研究課題。大型風(fēng)機(jī)是高聳大型結(jié)構(gòu)，葉片的振動(dòng)特性對(duì)于結(jié)構(gòu)安全性至關(guān)重要。為此，本文利用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）方法研究了葉片的氣動(dòng)性能，并對(duì)葉片進(jìn)行了模態(tài)分析，主要內(nèi)容及結(jié)論如下：（1）用Wilson優(yōu)化模型設(shè)計(jì)出小型風(fēng)機(jī)扭曲和非扭曲葉片以及大型扭曲葉片，用軟件Pro/E建立葉片幾何模型以及利用ICEM軟件劃分流體計(jì)算模型網(wǎng)格，在CFX軟件中計(jì)算葉片氣動(dòng)性能，用ANSYS軟件對(duì)大型葉片進(jìn)行模態(tài)分析。（2）改變非扭曲葉片安裝角可較大改善小葉片氣動(dòng)性能，葉片在合適的葉尖速比下能捕獲較多風(fēng)能；扭曲葉片比非扭曲葉片有更好的氣動(dòng)性能。大型風(fēng)機(jī)葉片初始設(shè)計(jì)翼型氣動(dòng)性最好，但是成本相對(duì)較高；相對(duì)厚度增加少量，氣動(dòng)性能降低較少，成本下降，綜合性價(jià)比提高；葉片相對(duì)厚度增加過(guò)大，氣動(dòng)性能降幅加大，成本降低很多，但綜合性價(jià)比大降。（3）大型風(fēng)機(jī)... 

【文章來(lái)源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

水平軸風(fēng)力機(jī)

(a) H 型 (b) Φ 型圖 1-2 水平軸風(fēng)力機(jī) 圖 1-3 垂直軸風(fēng)力機(jī)垂直軸風(fēng)機(jī)不需要像水平軸風(fēng)機(jī)那樣采用迎風(fēng)裝置。垂直軸風(fēng)機(jī)可分為兩個(gè)主要類型：阻力型風(fēng)機(jī)和升力型風(fēng)機(jī)。水平軸風(fēng)力機(jī)的最常見(jiàn)，研究最多，使用亦最多。與垂直軸風(fēng)力機(jī)相比，該風(fēng)輪啟動(dòng)力矩較大，便要求啟動(dòng)風(fēng)速稍高，所以工作風(fēng)速要求相對(duì)高些，工作地域、時(shí)間相對(duì)苛刻，但水平軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)高。1.2.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片設(shè)計(jì)理論發(fā)展現(xiàn)狀風(fēng)電機(jī)理論研究一直蓬勃發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程是一個(gè)多因素相互耦合的過(guò)程，涉及到風(fēng)場(chǎng)風(fēng)速特性、空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、傳動(dòng)鏈動(dòng)力學(xué)電機(jī)動(dòng)力學(xué)以及控制等因素[8]。風(fēng)通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片時(shí)，產(chǎn)生氣動(dòng)扭矩，帶動(dòng)

圖 2-1 風(fēng)機(jī)上葉素圖 2-2 葉素上的速度和力作用于葉素上的力可以通過(guò)用圓截面上入射合速度測(cè)定的攻計(jì)算得出；因而忽略順翼展方向的速度分量，也忽略三維效應(yīng)位置上，根據(jù)已知dC 和lC ，可以利用給定的軸向誘導(dǎo)因子切 '求出葉片上的力。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 ，來(lái)流速為 U ，得出，每個(gè)速度 a r與切向速度 r 矢量疊加為葉素的凈切向流速度 1 a


本文編號(hào)：3291763