風力發(fā)電機葉片特性分析及數(shù)值模擬.pdf

1、隨著非可再生能源的過度消耗，環(huán)境污染和生態(tài)惡化等問題日益嚴重，要堅持走可持續(xù)發(fā)展之路，可再生能源必須引起人們足夠重視。在對可再生能源的利用中，風力發(fā)電技術是最成熟且最具備規(guī)模性開發(fā)的發(fā)電方式之一，并且已受到國內外能源界和研究者的高度重視。然而對風力發(fā)電技術的研究，涉及諸多未解決的問題，其中對風力發(fā)電機葉片氣動形狀設計和結構性能研究是保證其充分利用風能、提高發(fā)電效率和安全穩(wěn)定運行的必要條件，是發(fā)展大型風力發(fā)電設備的最核心的問題。本文在風力

2、發(fā)電機葉片氣動理論和振動理論的基礎上，運用數(shù)值模擬方法對其氣動性能和振動性能進行了研究，具有重要的理論意義及工程應用價值。
　　運用流體前處理軟件GAMBIT建立了風力發(fā)電機葉片及其剖面翼型的流體分析模型，湍流流動分別選取Spalart-Allmaras湍流模型和k-ωSST湍流模型，通過流體計算軟件FLUENT分別研究了葉片及其剖面翼型的氣動特性。對于翼型氣動性能計算獲得了沿葉展不同半徑處翼型的升力系數(shù)和阻力系數(shù)的變化規(guī)律，并且

3、得出了不同翼型附近區(qū)域的壓力分布和流速分布的情況;對于葉片氣動性能計算獲得了不同風速和不同轉速對風力發(fā)電機輸出功率和風能利用率的影響規(guī)律，并且得出了不同風速下葉片表面壓力分布和流速分布情況。利用風能實驗平臺對小型風力發(fā)電機進行了性能測試實驗，獲得了風力機正常運行時的輸出功率隨風速的變化關系，并將得到的實驗結果與數(shù)值模擬結果進行對比分析，以驗證了數(shù)值模擬方法的可行性與準確性。
　　運用有限元分析軟件ANSYS建立了葉片結構分析模型并