垂直軸風力發(fā)電機氣動性能研究.pdf

1、隨著工業(yè)化進程的不斷深入,一些社會問題也隨之出現(xiàn),其中環(huán)境污染和能源緊缺是人類面臨的最棘手問題,亟待解決。在此背景之下,促使人們尋找并開發(fā)利用新能源。風能作為一種清潔的可再生能源走入了人們的視野。在近些年受到了許多科研機構(gòu)的重視,現(xiàn)在已經(jīng)形成了規(guī)?；拈_發(fā)利用。
　　風力機作為一種將風的動能轉(zhuǎn)化成電能的裝置,其中葉片是它的核心部件。風力機大體上可以分為兩類,一種是水平軸風力發(fā)電機,另一種是垂直軸風力發(fā)電機。經(jīng)過30多年的發(fā)展,水平

2、軸風力機的相關(guān)技術(shù)趨于完善,隨著科技水平的進步,現(xiàn)在人們開始對垂直軸風力發(fā)電機相關(guān)技術(shù)展開探索。以往對垂直軸風力機的設(shè)計,絕大部分采用的是葉片是單層布局,正是基于此基礎(chǔ)之上，本文展開對了雙層葉片布局的垂直軸風力機的氣動性能研究。
　　在文中,介紹了風力產(chǎn)業(yè)國內(nèi)外的發(fā)展概括,并詳盡的闡述了CFD技術(shù)(Fluent軟件)的數(shù)學理論基礎(chǔ)和求解過程,以及 CFD技術(shù)在垂直軸風力機氣動性能計算方面的應用與現(xiàn)狀。根據(jù)以往的經(jīng)驗,總結(jié)了影響風力

3、機氣動性能的因素,即葉片的安裝角、安裝葉片的翼型、安裝葉片的弦長、葉片的安裝半徑和葉片的安裝數(shù)量。通過建立具有不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的二維風力機模型,運用滑移網(wǎng)格方法,最終得到不同工況條件下輸出扭矩、輸出功率和風能利用率隨著轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系,通過比較確定合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)組合,實現(xiàn)對二維風力機模型的優(yōu)化設(shè)計。根據(jù)二維數(shù)值模擬的結(jié)果,設(shè)計額定功率為100kW的雙層葉片布局的垂直軸風力機,并對其進行三維的CFD數(shù)值模擬計算,最后對設(shè)計方案進行校核。