建筑物對風能集結強化的研究.pdf

1、隨著全球經濟的發(fā)展，能源消耗量的增加造成能源短缺，再加上傳統(tǒng)的化石能源消耗對全球氣候和生存環(huán)境有很大的負面效應。人類面臨實現經濟和社會可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)，在化石能源逐漸枯竭和環(huán)境問題日益突出的雙重制約下，人們越來越認識到開發(fā)綠色能源的重要性。風能不但是一種清潔、無污染的可再生能源，而且在建筑環(huán)境中利用風能還具有免于輸送的優(yōu)點。但是大部分地區(qū)風速較小達不到風力發(fā)電機滿發(fā)的風速要求，要想提高風力發(fā)電機的輸出功率就需要從提高風速入手。

2、>　　 本文以建筑環(huán)境中的風能利用為背景，采用理論分析、數值模擬和風洞實驗相結合的方法，分別研究了不同的建筑物屋頂的形狀和集風器結構尺寸對風速的增大效果，并對集風器作為風力強化與集結的載體在建筑屋頂上的安裝位置對風速相關系數的增大情況進行了模擬分析，得到了有效增大單位面積風能利用效率的集風結構。
　　 本文采用重整化群k-ε湍流模型，通過特殊的建筑結構使風速增大，從而提高發(fā)電機功率輸出，實現在有限的環(huán)境中將風力利用最大化。首先

3、對平屋頂、雙斜面屋頂、半圓形屋頂、單斜面屋頂和弧線屋頂的流場進行了模擬分析。研究表明：弧線屋頂提高風能利用效果最顯著，平屋頂、單斜面屋頂的風力集結效果較差；對于弧線形狀的屋頂建筑還分析了屋頂弧線度的不同以及建筑進深方向的不同對風的集結效果，得到了強化集風效果和風能利用效果最好的建筑屋頂形狀；此外本文重點研究了集風器的結構尺寸對風速相關系數的影響，分析了集風器的迎風高度、外壁面的弧形高度對風的集結效果的影響，進一步分析了集風器的通道弧度和

4、通道中心部位直通道的長度對風的增大情況影響；最后對集風器在屋頂的安裝位置對風能的集結強化效果進行了分析。
　　 在理論分析和數值模擬的基礎上，研究表明弧度為0.3～0.6的屋頂對風集結效果比較好，集風器喉部尺寸為2.6m，長度尺寸為10m，迎風口開口高度為3m～6m時風速相關系數比較大，集風器安裝在距離屋頂中心沿高度方向上的兩米處風速增大的最為明顯?；诓煌《鹊奈蓓敽筒煌叽绲募L器對風速增大效果的結論，本文對風速增大效果較好