新型链传动式风力机气动性能的数值模拟

发布时间：2020-03-31 18:52

【摘要】：链传动式风力机作为一种新型风能获取装置,与水平轴风力机相比,有风能利用效率高、叶片力学性能好、安装方便、造价低廉等优点,有广阔的应用前景,但其气动性能还有待于深入研究。认识链传动式风力机流体动力学机理,对其结构进行优化研究,以此获得更高的动力特性,为其今后推广使用奠定基础。 流体数值模拟计算相对于实验研究有很独特的优点,比如成本低,周期短,能获得完整的数据,能模拟出实际运行过程中各种所测数据状态,对所测对象的变化趋势能够准确地预测出来,能够减少实验室测定试验的数目,缩短设计过程,减少产品研发成本,对于设计、改造和研发工作起到重要的指导作用。 本文用计算流体力学软件Fluent对新型链传动式风力机在不同攻角、不同风速工况下进行三维流场气动性能的数值模拟,仿真整机和叶片气动流场流态,观察整机及其叶片表面压强分布、流速分布、流速矢量等流态图,并计算新型链传动式风力机风能利用系数,与实验值进行比较,验证风力机气动性能数值模拟的可靠性。 本文针对链传动式风力机气动性能的特点,提出了简化可行的数值计算思路,经与实验结果验证,数值模拟计算可以得到与实验相符的风能利用系数受风速影响的变化规律。对数值模拟结果进行分析讨论,观察其叶片表面压强分布、流速分布、流速矢量等流态图,直观并定量的认识和观察叶片和整机气动特性和流动现象,以及其压力、流速等重要气动参数的分布特点,为该装置结构的进一步优化奠定模拟计算分析基础。新型链传动式风力机在8m/s以下的风速范围内,叶片变形量很小,故在数值模拟计算过程中可以简化为理想的平板叶片,由于风力机叶片为柔性叶片,在风速作用下会有弯曲变形,而且随着风速增大,变形量会变大。经过该模拟计算与实验结果比较得出:在风速超过8m/s时,叶片几何模型不能采用平板叶片的形式来近似。
【图文】：

介绍的风力机的转动机构由链轮及绕在链轮上的环状链条等多种由可弯曲变形的柔性材料制成，是一种全新款式的风力机。本章首的构造、基本概念、工作原理和工作过程，然后针对气流绕流风力风力机叶轮系统的气动性能做深入分析，最后针对本课题组对新型情况做简要介绍。型链传动式风力机的结构链传动式风力机[26-27]核心—叶轮系统主要由八种部件组成，，除此属部件，它们共同组成了装置的整体，来实现风力机截取风能使其能。本节将对新型链传动式风力机的结构做详细的介绍。轮系统链传动式风力机的核心—叶轮系统由柔性叶片、叶片束缚部件、叶轮、能量输出轴、传动轮和传动轮支承轴八个部分组成，如图 2-1

节器：主要作用是在来流风速固定时，通过调节风力机叶片的弦长与攻角的目的。作用是支撑能量输出轴和传动轮支撑轴以及转精度，减少转轴与支承之间的摩擦和磨损主要作用是连接能量输出轴和负载，将风力出。式风力机的基本概念力机在外形构造、工作原理及性能特点等诸很大的区别，为了便于理解新型链传动式风机中的常用概念做出介绍[27]。的长度、宽度与厚度：风力机叶片在无风不的长、宽与厚如图 2-2 所示。长度用字母母 δ 来表示。
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TK83

【引证文献】

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1 苏国卿;矩形潮流能水轮机研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

本文编号：2609443