一種Magnus水平軸風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn).pdf

1、隨著石油等化石能源耗盡的日期越來(lái)越近,而由此造成世界環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重,世界各國(guó)都在致力于發(fā)展新能源,用于替代現(xiàn)在的化石能源。這作為新能源之一的風(fēng)能,受到世界各國(guó)越來(lái)越多的重視。目前,市場(chǎng)上廣泛使用的是翼型葉片風(fēng)力機(jī),該種風(fēng)力機(jī)有著發(fā)電效率高,技術(shù)成熟的優(yōu)點(diǎn)。但是,其翼型形狀復(fù)雜,加工困難;該種風(fēng)力機(jī)控制系統(tǒng)復(fù)雜,因此其制造和維護(hù)的成本高。傳統(tǒng)的Magnus風(fēng)力機(jī)葉片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,只是一個(gè)圓筒,易于制造;可以只是單純調(diào)節(jié)其葉片自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的方法

2、來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)力機(jī)的調(diào)節(jié),控制機(jī)構(gòu)也很簡(jiǎn)單,而且在低風(fēng)速時(shí),它仍然有著較高的風(fēng)能利用率。但是其風(fēng)能利用率仍然低于傳統(tǒng)翼型風(fēng)力機(jī)。
　　本文在傳統(tǒng)Magnus風(fēng)力機(jī)葉片的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種新型的葉片,這種新型葉片是由一個(gè)圓筒以及一個(gè)尾翼組成。它能夠在保持Magnus圓筒葉片原有優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提高M(jìn)agnus圓筒葉片的效率。本文使用CFD軟件Fluent,通過(guò)二維仿真,對(duì)比了傳統(tǒng)Magnus圓通葉片和新型組合葉片的流線圖、升阻比等參數(shù),并分

3、析了圓筒轉(zhuǎn)速、偏轉(zhuǎn)角度等因素對(duì)Magnus風(fēng)力機(jī)圓筒自轉(zhuǎn)所需要能量的影響。建立了新型Magnus風(fēng)力機(jī)的三維模型,并進(jìn)行了三維仿真,從風(fēng)速、圓筒轉(zhuǎn)速、葉片外形軸向變化等方面,分析了各個(gè)因素對(duì)新型Magnus風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用率的影響。搭建了Magnus風(fēng)力機(jī)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析了轉(zhuǎn)速、偏轉(zhuǎn)角度等因素對(duì)組合葉片升力、升阻比、功率消耗等指標(biāo)影響,驗(yàn)證仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　新型Magnus風(fēng)力機(jī)葉片結(jié)合了傳統(tǒng)Magnus風(fēng)力機(jī)葉