水平軸風(fēng)力機風(fēng)輪氣動性能研究.pdf

1、經(jīng)濟的發(fā)展及人們生活水平的提高，使得能源的需求量日益增長，同時也給環(huán)境保護帶來了很大的壓力，這迫使人們開始尋求清潔可再生能源。風(fēng)能由于其干凈、無污染、可再生等眾多優(yōu)點引起世界各國的重視。風(fēng)能的主要利用形式是利用風(fēng)力機發(fā)電，風(fēng)力機以水平軸風(fēng)力機為主，葉片是風(fēng)力機的核心部件之一，葉片氣動外形設(shè)計的優(yōu)劣會對風(fēng)力機效率、使用壽命等產(chǎn)生重要的影響，因此開展葉片設(shè)計技術(shù)的研究是順應(yīng)目前的發(fā)展趨勢，這對我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。
　　本

2、文以10kW水平軸風(fēng)力機為例進行了葉片外形設(shè)計和風(fēng)輪氣動性能數(shù)值模擬計算，主要內(nèi)容包括：
　　研究風(fēng)力機葉片設(shè)計的空氣動力學(xué)理論，并結(jié)合 Wilson設(shè)計方法，推導(dǎo)建立葉片優(yōu)化設(shè)計模型，并利用Matlab工具編輯程序進行計算，求解出軸向誘導(dǎo)因子a和周向誘導(dǎo)因子b，在Prolifi軟件中選取最佳功角，對計算得出的弦長、扭角進行修正，最終得到葉片各葉素參數(shù)。根據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換原理，將葉片翼型二維坐標(biāo)在Excel中轉(zhuǎn)換為三維坐標(biāo)，利用Gamb

3、it軟件建立葉片和風(fēng)輪實體模型。
　　利用CFD軟件對額定工況和幾種非額定工況下的風(fēng)輪流場進行氣動性能數(shù)值模擬，湍流模型選擇SSTk模型，觀察分析了葉片表面的壓強分布、葉片展向不同截面處的速度矢量和壓強變化，得出葉片流場運動規(guī)律和細(xì)節(jié)，風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面前后的壓強和速度云圖，通過觀察可以看出風(fēng)輪在旋轉(zhuǎn)時葉片各部分受到的壓力情況以及運動過程中葉片間的相互影響，從而為葉片設(shè)計提供有價值的參考依據(jù)；由模擬得出的風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩計算出功率和風(fēng)能利用系數(shù)