水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪氣動(dòng)性能研究.pdf

1、經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)，同時(shí)也給環(huán)境保護(hù)帶來(lái)了很大的壓力，這迫使人們開(kāi)始尋求清潔可再生能源。風(fēng)能由于其干凈、無(wú)污染、可再生等眾多優(yōu)點(diǎn)引起世界各國(guó)的重視。風(fēng)能的主要利用形式是利用風(fēng)力機(jī)發(fā)電，風(fēng)力機(jī)以水平軸風(fēng)力機(jī)為主，葉片是風(fēng)力機(jī)的核心部件之一，葉片氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)的優(yōu)劣會(huì)對(duì)風(fēng)力機(jī)效率、使用壽命等產(chǎn)生重要的影響，因此開(kāi)展葉片設(shè)計(jì)技術(shù)的研究是順應(yīng)目前的發(fā)展趨勢(shì)，這對(duì)我國(guó)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(jī)為例進(jìn)行了葉片外形設(shè)計(jì)和風(fēng)輪氣動(dòng)性能數(shù)值模擬計(jì)算，主要內(nèi)容包括：
　　研究風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)的空氣動(dòng)力學(xué)理論，并結(jié)合 Wilson設(shè)計(jì)方法，推導(dǎo)建立葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，并利用Matlab工具編輯程序進(jìn)行計(jì)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(duì)計(jì)算得出的弦長(zhǎng)、扭角進(jìn)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(shí)體模型。
　　利用CFD軟件對(duì)額定工況和幾種非額定工況下的風(fēng)輪流場(chǎng)進(jìn)行氣動(dòng)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(qiáng)分布、葉片展向不同截面處的速度矢量和壓強(qiáng)變化，得出葉片流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律和細(xì)節(jié)，風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面前后的壓強(qiáng)和速度云圖，通過(guò)觀察可以看出風(fēng)輪在旋轉(zhuǎn)時(shí)葉片各部分受到的壓力情況以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中葉片間的相互影響，從而為葉片設(shè)計(jì)提供有價(jià)值的參考依據(jù)；由模擬得出的風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩計(jì)算出功率和風(fēng)能利用系數(shù)