Darrieus風(fēng)輪的空氣動力特性研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,開發(fā)利用風(fēng)能資源逐漸成為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的非常重要的組成部分,垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)將憑借其特有的優(yōu)勢而有廣闊的發(fā)展前景。目前世界上對水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究比較成熟,而對垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)尤其是對Φ型Darrieus垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究較少。本文以MW級Φ型Darrieus風(fēng)力發(fā)電機(jī)為研究對象,結(jié)合國內(nèi)外有關(guān)研究機(jī)構(gòu)的相關(guān)研究,采用理論分析、數(shù)學(xué)模型計算和CFD數(shù)值模擬方法,重點研究了Φ型達(dá)里厄風(fēng)輪的空氣動力學(xué)性能和風(fēng)輪

2、葉片采用的NACA0018翼型的空氣動力學(xué)性能。
　　 本文主要工作內(nèi)容如下:(1)介紹了關(guān)于垂直軸風(fēng)力機(jī)的基礎(chǔ)理論和翼型的基本理論并分析了影響翼型氣動特性的主要氣動參數(shù);分析了達(dá)里厄風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動原理,并就Φ型風(fēng)輪的葉片氣動載荷進(jìn)行詳細(xì)分析。(2)通過建立Φ型達(dá)里厄風(fēng)輪的數(shù)學(xué)模型,完成了影響風(fēng)輪氣動特性的幾何參數(shù)的設(shè)計計算;結(jié)合Φ型達(dá)里厄風(fēng)輪結(jié)構(gòu)特性,設(shè)計計算了風(fēng)輪的Troposkien曲線型線;采用梯形風(fēng)輪的近似算法,分析了風(fēng)輪

3、的整體氣動特性,計算得到了不同時間、葉片處于不同位置時風(fēng)輪和各葉片所能提供的扭矩和風(fēng)輪風(fēng)能利用系數(shù),確定了風(fēng)輪啟動風(fēng)速、啟動轉(zhuǎn)速等風(fēng)輪最佳工作范圍。(3)確定了NACA0018翼型為MW級垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的翼型;運(yùn)用CFD方法,對NACA0018翼型的繞流流場進(jìn)行了數(shù)值計算研究,得出了不同攻角范圍內(nèi)的翼型氣動特性,并討論了雷諾數(shù)對翼型氣動性能的影響;對風(fēng)輪的三維繞流流場進(jìn)行數(shù)值模擬,得到了風(fēng)輪的三維流動特性,并分析討論了風(fēng)輪垂直高度和主