H型垂直軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪氣動(dòng)設(shè)計(jì)及氣動(dòng)性能研究.pdf

1、垂直軸風(fēng)力機(jī)與水平軸風(fēng)力機(jī)相比，兩者在設(shè)計(jì)方面雖然具有相同的理論基礎(chǔ)，但氣動(dòng)性能卻有很大的差異，垂直軸風(fēng)力機(jī)不能完全采用水平軸風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。雖然國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)影響垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能的主要因素也進(jìn)行過(guò)多方面研究，但作為垂直軸風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)理論和方法還很不完備。本課題利用已有的垂直軸風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)理論，初步設(shè)計(jì)風(fēng)力機(jī)的各種參數(shù)，然后根據(jù)垂直軸風(fēng)力機(jī)的理論模型編程計(jì)算，對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化從而提高風(fēng)輪的氣動(dòng)性能，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求；并利用數(shù)值模擬

2、的方法對(duì)翼型以及風(fēng)輪性能進(jìn)行探討，其主要內(nèi)容包括：
　　 1、根據(jù)相關(guān)的垂直軸風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)理論以及根據(jù)國(guó)外已有的翼型數(shù)據(jù)，初步確定風(fēng)力機(jī)的葉片弦長(zhǎng)、風(fēng)輪直徑、風(fēng)輪高度、尖速比、翼型等風(fēng)輪氣動(dòng)參數(shù)；
　　 2、根據(jù)雙多流管理論編輯Matlab程序，并與國(guó)外公布的性能曲線進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證其可靠性；利用所編程序?qū)︼L(fēng)輪參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化以使其滿足設(shè)計(jì)的風(fēng)力機(jī)性能要求；進(jìn)而分析了風(fēng)輪的高徑比、葉片弦長(zhǎng)變化以及葉片數(shù)量變化導(dǎo)

3、致的實(shí)度變化對(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能的影響，為風(fēng)輪氣動(dòng)參數(shù)的選取提供參考依據(jù)；
　　 3、為了提高風(fēng)力機(jī)CFD數(shù)值模擬計(jì)算精度，分析了不同湍流計(jì)算模型、不同邊界條件、不同網(wǎng)格劃分方法與不同雷諾數(shù)變化對(duì)風(fēng)力機(jī)翼型氣動(dòng)性能參數(shù)計(jì)算精度的影響；
　　 4、為分析直葉片垂直軸風(fēng)力機(jī)流場(chǎng)特性，采用滑移網(wǎng)格技術(shù)模擬二維垂直軸風(fēng)力機(jī)的非定常流場(chǎng)，得出風(fēng)輪及葉片周圍流體的速度分布情況，為風(fēng)輪的設(shè)計(jì)提供參考；并與根據(jù)雙多流管理論進(jìn)行Matlab編