雙層可伸縮式垂直軸風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)及氣動特性計算研究
發(fā)布時間:2022-01-01 22:55
當(dāng)前,大型風(fēng)電的快速發(fā)展也帶動了中小型風(fēng)電的推廣和應(yīng)用,適合于離網(wǎng)型和分布式的中小型風(fēng)電系統(tǒng)的研究和開發(fā)越來越受到重視。這其中,直線翼垂直軸風(fēng)力機(jī)以其簡單的結(jié)構(gòu)、良好的風(fēng)向適應(yīng)性、便利的安裝維護(hù)性等優(yōu)點(diǎn)尤其受到廣泛關(guān)注。然而,研究發(fā)現(xiàn)該種風(fēng)力機(jī)也存在一些缺點(diǎn),如在低風(fēng)速條件下的自起動性較差需要安裝起動裝置;風(fēng)能利用效率低于現(xiàn)在主流的水平軸螺旋槳式風(fēng)力機(jī)等。為改善直線翼垂直軸風(fēng)力機(jī)低風(fēng)速起動性能,提高風(fēng)能利用率,本研究提出了一種新型的雙層可伸縮式垂直軸風(fēng)力機(jī),該風(fēng)力機(jī)是基于現(xiàn)有的直線翼垂直軸風(fēng)力機(jī)的一種升阻復(fù)合型風(fēng)力機(jī)。該風(fēng)力機(jī)包括內(nèi)外兩層葉片,外層為主葉片,內(nèi)層為副葉片,在副葉片最大厚度處安裝可伸縮的柔性輔助葉片。當(dāng)風(fēng)力機(jī)處于起動狀態(tài)時,風(fēng)輪轉(zhuǎn)速較低,柔性輔助葉片打開,與副葉片一起構(gòu)成阻力風(fēng)輪,可產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)矩,使風(fēng)力機(jī)能夠快速起動,從而解決直線翼垂直軸風(fēng)力機(jī)的起動性差的問題。當(dāng)風(fēng)力機(jī)起動后,柔性輔助葉片縮回副葉片中,副葉片恢復(fù)葉片升力特性,此時風(fēng)力機(jī)主要依靠外層葉片產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn),內(nèi)層副葉片的轉(zhuǎn)矩對風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)動起到一定的輔助作用,可在一定程度上提高風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用率。該種結(jié)構(gòu)的風(fēng)力機(jī)目前...
【文章來源】:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 前言
1.1 風(fēng)能利用現(xiàn)狀
1.2 風(fēng)力機(jī)類型
1.2.1 水平軸風(fēng)力機(jī)
1.2.2 垂直軸風(fēng)力機(jī)
1.3 垂直軸風(fēng)力機(jī)研究現(xiàn)狀
1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.4 主要研究內(nèi)容
1.5 技術(shù)路線
2 垂直軸風(fēng)力機(jī)相關(guān)理論及研究方法
2.1 垂直軸風(fēng)力機(jī)工作原理
2.1.1 垂直軸風(fēng)力機(jī)基本參數(shù)
2.1.2 阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)工作原理
2.1.3 升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)工作原理
2.2 垂直軸風(fēng)力機(jī)研究方法
2.2.1 研究方法概述
2.2.2 理論分析
2.2.3 數(shù)值計算
2.2.4 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)
3 雙層可伸縮式垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動特性數(shù)值模擬研究
3.1 雙層可伸縮式垂直軸風(fēng)力機(jī)模型
3.2 基本結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計
3.2.1 風(fēng)輪參數(shù)設(shè)計
3.2.2 葉片參數(shù)設(shè)計
3.3 雙層可伸縮式垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動特性數(shù)值計算
3.3.1 數(shù)值模擬計算方法
3.3.2 直線翼垂直軸風(fēng)力機(jī)力矩特性
3.3.3 內(nèi)層葉片安裝位置對風(fēng)輪輸出特性的影響
3.3.4 柔性輔助葉片展開輪廓對風(fēng)輪輸出特性的影響
3.4 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
3.4.1 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)?zāi)P?br> 3.4.2 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.5 本章小結(jié)
4 風(fēng)洞驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)及風(fēng)力機(jī)伸縮結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.1 伸縮機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)原理
4.2 柔性輔助葉片受力與運(yùn)動分析
4.3 扭矩彈簧計算
4.4 整機(jī)三維建模
4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
5.1 主要結(jié)論
5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]積極發(fā)展清潔能源 推動改善環(huán)境質(zhì)量[J]. 李克強(qiáng). 杭州(周刊). 2014(04)
[2]導(dǎo)葉對渦輪型垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動性能的影響[J]. 原紅紅,趙振宙,鄭源,黃娟. 河海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(06)
[3]基于滑移網(wǎng)格的H型垂直軸動態(tài)氣動特性分析[J]. 高偉,李春,葉舟,聶佳斌. 流體機(jī)械. 2013(10)
[4]中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組行業(yè)的市場現(xiàn)狀、問題分析與發(fā)展預(yù)測[J]. 黃健毅,牛芳. 電氣應(yīng)用. 2013(16)
[5]垂直軸風(fēng)力機(jī)翼型動態(tài)氣動性能研究[J]. 聶佳斌,李春,祖紅亞. 機(jī)械研究與應(yīng)用. 2013(03)
[6]實(shí)度對直葉片垂直軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪氣動性能的影響分析[J]. 張立勛,梁迎彬,李二肖,尉越嘯,楊勇,郭健. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2013(05)
[7]基于滑移網(wǎng)格的小型垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動性能的數(shù)值模擬[J]. 姚激,張立翔. 機(jī)械與電子. 2013(05)
[8]2012年中小型風(fēng)能行業(yè)發(fā)展形勢報告 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)協(xié)會風(fēng)能設(shè)備分會[J]. 祁和生,李德孚,姚修偉. 機(jī)電設(shè)備. 2013(01)
[9]組合型垂直軸風(fēng)力機(jī)結(jié)合角度對起動性的影響[J]. 李巖,田文強(qiáng),馮放,丁國奇,和慶斌. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2012(12)
[10]直葉片達(dá)里厄風(fēng)輪流場非定常數(shù)值計算[J]. 趙振宙,原紅紅,鄭源,黃娟,趙振寧. 排灌機(jī)械工程學(xué)報. 2012(05)
碩士論文
[1]升力型、升阻型垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動計算和優(yōu)化設(shè)計[D]. 李振朋.蘭州理工大學(xué) 2013
[2]垂直軸風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬研究[D]. 唐蘇川.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[3]垂直軸風(fēng)力機(jī)直葉片的力學(xué)性能分析[D]. 陳丁剛.昆明理工大學(xué) 2011
[4]垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動性能分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計[D]. 王兵兵.華北電力大學(xué)(北京) 2011
本文編號:3562984
【文章來源】:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 前言
1.1 風(fēng)能利用現(xiàn)狀
1.2 風(fēng)力機(jī)類型
1.2.1 水平軸風(fēng)力機(jī)
1.2.2 垂直軸風(fēng)力機(jī)
1.3 垂直軸風(fēng)力機(jī)研究現(xiàn)狀
1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.4 主要研究內(nèi)容
1.5 技術(shù)路線
2 垂直軸風(fēng)力機(jī)相關(guān)理論及研究方法
2.1 垂直軸風(fēng)力機(jī)工作原理
2.1.1 垂直軸風(fēng)力機(jī)基本參數(shù)
2.1.2 阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)工作原理
2.1.3 升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)工作原理
2.2 垂直軸風(fēng)力機(jī)研究方法
2.2.1 研究方法概述
2.2.2 理論分析
2.2.3 數(shù)值計算
2.2.4 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)
3 雙層可伸縮式垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動特性數(shù)值模擬研究
3.1 雙層可伸縮式垂直軸風(fēng)力機(jī)模型
3.2 基本結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計
3.2.1 風(fēng)輪參數(shù)設(shè)計
3.2.2 葉片參數(shù)設(shè)計
3.3 雙層可伸縮式垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動特性數(shù)值計算
3.3.1 數(shù)值模擬計算方法
3.3.2 直線翼垂直軸風(fēng)力機(jī)力矩特性
3.3.3 內(nèi)層葉片安裝位置對風(fēng)輪輸出特性的影響
3.3.4 柔性輔助葉片展開輪廓對風(fēng)輪輸出特性的影響
3.4 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
3.4.1 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)?zāi)P?br> 3.4.2 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.5 本章小結(jié)
4 風(fēng)洞驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)及風(fēng)力機(jī)伸縮結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.1 伸縮機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)原理
4.2 柔性輔助葉片受力與運(yùn)動分析
4.3 扭矩彈簧計算
4.4 整機(jī)三維建模
4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
5.1 主要結(jié)論
5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]積極發(fā)展清潔能源 推動改善環(huán)境質(zhì)量[J]. 李克強(qiáng). 杭州(周刊). 2014(04)
[2]導(dǎo)葉對渦輪型垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動性能的影響[J]. 原紅紅,趙振宙,鄭源,黃娟. 河海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(06)
[3]基于滑移網(wǎng)格的H型垂直軸動態(tài)氣動特性分析[J]. 高偉,李春,葉舟,聶佳斌. 流體機(jī)械. 2013(10)
[4]中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組行業(yè)的市場現(xiàn)狀、問題分析與發(fā)展預(yù)測[J]. 黃健毅,牛芳. 電氣應(yīng)用. 2013(16)
[5]垂直軸風(fēng)力機(jī)翼型動態(tài)氣動性能研究[J]. 聶佳斌,李春,祖紅亞. 機(jī)械研究與應(yīng)用. 2013(03)
[6]實(shí)度對直葉片垂直軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪氣動性能的影響分析[J]. 張立勛,梁迎彬,李二肖,尉越嘯,楊勇,郭健. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2013(05)
[7]基于滑移網(wǎng)格的小型垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動性能的數(shù)值模擬[J]. 姚激,張立翔. 機(jī)械與電子. 2013(05)
[8]2012年中小型風(fēng)能行業(yè)發(fā)展形勢報告 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)協(xié)會風(fēng)能設(shè)備分會[J]. 祁和生,李德孚,姚修偉. 機(jī)電設(shè)備. 2013(01)
[9]組合型垂直軸風(fēng)力機(jī)結(jié)合角度對起動性的影響[J]. 李巖,田文強(qiáng),馮放,丁國奇,和慶斌. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2012(12)
[10]直葉片達(dá)里厄風(fēng)輪流場非定常數(shù)值計算[J]. 趙振宙,原紅紅,鄭源,黃娟,趙振寧. 排灌機(jī)械工程學(xué)報. 2012(05)
碩士論文
[1]升力型、升阻型垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動計算和優(yōu)化設(shè)計[D]. 李振朋.蘭州理工大學(xué) 2013
[2]垂直軸風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬研究[D]. 唐蘇川.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[3]垂直軸風(fēng)力機(jī)直葉片的力學(xué)性能分析[D]. 陳丁剛.昆明理工大學(xué) 2011
[4]垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動性能分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計[D]. 王兵兵.華北電力大學(xué)(北京) 2011
本文編號:3562984
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