H型垂直軸風力發(fā)電機氣動性能優(yōu)化研究.pdf

1、近年來，風力發(fā)電行業(yè)發(fā)展迅速，風能已經(jīng)是世界上增長最快的能源之一，快速發(fā)展的風電相關(guān)產(chǎn)業(yè)也創(chuàng)造了越來越多的就業(yè)機會。垂直軸風力發(fā)電機（VAWT）結(jié)構(gòu)簡單，適用性高，在風力發(fā)電行業(yè)中的應用具有顯著優(yōu)勢，但是垂直軸風力發(fā)電機效率較低的問題阻礙了其進一步的發(fā)展。論文基于計算流體力學（Computational Fluid Dynamics，CFD）方法對垂直軸風力發(fā)電機進行了模擬計算，總結(jié)了垂直軸風力發(fā)電機空氣動力學性能計算的一般流程，分析了

2、風機運行在不同葉尖速比條件下葉片周圍流場特性的區(qū)別，計算得出風機以及葉片在運行過程中轉(zhuǎn)矩值的變化規(guī)律，并通過實驗測試的方法對CFD仿真計算進行驗證，證明了計算結(jié)果的準確性。
　　研究翼型改型方法對垂直軸風機風能獲取的影響。具體的改型方法是利用不同長短軸比的半橢圓來代替翼型最大厚度位置之前的弧線，分析了采用不同改型方法的風機CFD仿真模擬計算的結(jié)果，計算結(jié)果表明：使用不同改型葉片的垂直軸風力發(fā)電機氣動性能特點不同。當葉片翼型使用3/

3、2改型方法時，垂直軸風機的性能優(yōu)化效果最顯著，其風能利用系數(shù)最高為0.384，比采用原翼型的垂直軸風機提升了16％。
　　研究擋板對垂直軸風機的空氣動力學性能的影響。利用 CFD數(shù)值模擬計算，重點研究了擋板尺寸參數(shù)、兩風機之間的距離、葉片安裝角對垂直軸風力發(fā)電機能量獲取的影響規(guī)律。計算結(jié)果表明：在擋板的尺寸參數(shù)之中，寬度參數(shù)對垂直軸風機的風能獲取影響最大；兩風機之間的距離過小將會在一定程度上降低垂直軸風機的風能利用系數(shù)；此外，基于