Darrieus風輪的空氣動力特性研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟的飛速發(fā)展,開發(fā)利用風能資源逐漸成為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的非常重要的組成部分,垂直軸風力發(fā)電機將憑借其特有的優(yōu)勢而有廣闊的發(fā)展前景。目前世界上對水平軸風力發(fā)電機的研究比較成熟,而對垂直軸風力發(fā)電機尤其是對Φ型Darrieus垂直軸風力發(fā)電機的研究較少。本文以MW級Φ型Darrieus風力發(fā)電機為研究對象,結合國內(nèi)外有關研究機構的相關研究,采用理論分析、數(shù)學模型計算和CFD數(shù)值模擬方法,重點研究了Φ型達里厄風輪的空氣動力學性能和風輪

2、葉片采用的NACA0018翼型的空氣動力學性能。
　　 本文主要工作內(nèi)容如下:(1)介紹了關于垂直軸風力機的基礎理論和翼型的基本理論并分析了影響翼型氣動特性的主要氣動參數(shù);分析了達里厄風輪的轉動原理,并就Φ型風輪的葉片氣動載荷進行詳細分析。(2)通過建立Φ型達里厄風輪的數(shù)學模型,完成了影響風輪氣動特性的幾何參數(shù)的設計計算;結合Φ型達里厄風輪結構特性,設計計算了風輪的Troposkien曲線型線;采用梯形風輪的近似算法,分析了風輪

3、的整體氣動特性,計算得到了不同時間、葉片處于不同位置時風輪和各葉片所能提供的扭矩和風輪風能利用系數(shù),確定了風輪啟動風速、啟動轉速等風輪最佳工作范圍。(3)確定了NACA0018翼型為MW級垂直軸風力發(fā)電機的翼型;運用CFD方法,對NACA0018翼型的繞流流場進行了數(shù)值計算研究,得出了不同攻角范圍內(nèi)的翼型氣動特性,并討論了雷諾數(shù)對翼型氣動性能的影響;對風輪的三維繞流流場進行數(shù)值模擬,得到了風輪的三維流動特性,并分析討論了風輪垂直高度和主