垂直軸風(fēng)力機(jī)變槳距控制參數(shù)優(yōu)化選擇的研究.pdf

1、隨著人類社會(huì)環(huán)境問題和能源問題的日益嚴(yán)峻，風(fēng)能等可再生能源開始被人類大規(guī)模開發(fā)。風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能最主要的一種利用形式，風(fēng)力發(fā)電機(jī)按主軸與地面的相對(duì)位置分為水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)兩類。目前水平軸風(fēng)力機(jī)研究應(yīng)用最為廣泛，其理論已經(jīng)比較成熟。近幾十年來，垂直軸風(fēng)力機(jī)的研究和應(yīng)用開始受到世人的關(guān)注，但風(fēng)能利用率低的缺點(diǎn)始終制約著它的發(fā)展。本文就是以升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)為研究對(duì)象，以提高其風(fēng)能利用率為目的而進(jìn)行研究。
　　為提高升力

2、型垂直軸風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用率，本文將變槳距技術(shù)應(yīng)用于升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)中，對(duì)風(fēng)力機(jī)不同方位角下的槳距角進(jìn)行優(yōu)化選擇，得到變槳距角曲線，通過改變槳距角的大小，使葉片在不同的位置獲得合適的攻角，進(jìn)而獲得較大的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，從而改善其氣動(dòng)性能，達(dá)到提高垂直軸風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)的目的。
　　論文首先介紹了風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)的基本理論，然后詳細(xì)分析了垂直軸風(fēng)力機(jī)變槳距原理；接著利用計(jì)算流體力學(xué)軟件 Fluent，對(duì)垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片進(jìn)行了氣動(dòng)性能仿真，分

3、析了攻角對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)性能的影響規(guī)律；對(duì)不同槳距角下的定槳距垂直軸風(fēng)力機(jī)進(jìn)行了氣動(dòng)性能仿真，得到了定槳距垂直軸風(fēng)力機(jī)單葉片扭矩曲線和風(fēng)能利用率—葉尖速比曲線（Cpλ曲線）；通過分析垂直軸風(fēng)力機(jī)單葉片扭矩的變化規(guī)律，確定了槳距角的優(yōu)化選擇原則，得到了不同葉尖速比下的變槳距角曲線。最后利用Fluent對(duì)變槳距垂直軸風(fēng)力機(jī)進(jìn)行氣動(dòng)性能仿真，得到其最大風(fēng)能利用率為0.495，與定槳距垂直軸風(fēng)力機(jī)相比提升率達(dá)32.4％。
　　為了與仿真結(jié)