水平轴风力机专用翼型的空气动力学性能研究

发布时间：2023-10-28 17:51

　　随着科学技术的发展,能源需求日益增大,同时,环境保护问题也迫在眉睫。利用水平轴风力机发电是风能利用的主要形式。风轮是风力机的关键部件,新型的大型风力机叶片大量采用新的风力机专用翼型,因此,对风力机专用翼型的研究是当前风力机空气动力学研究的一个热点,也是风力机研究的基础。CFD方法是翼型气动性能研究的主要途径之一。工程上对风力机专用翼型的大攻角气动性能的数值计算提出了更高的要求,这也是计算流体力学领域需要解决的重要问题之一。 本文在分析了国内外风电开发现状及风力机专用翼型气动性能研究现状的基础上,对几种常用的水平轴风力机专用翼型系列做了详细的介绍,分析了各系列风力机专用翼型的特点。针对NREL的S系列翼型,开展了风力机专用翼型的空气动力学研究,首先,建立了由S系列风力机专用翼型和部分适合于风力机的NACA系列翼型组成的翼型数据库;其次,归纳并汇总了S系列翼型在风力机叶片上的应用情况,如:翼型的几何特性和气动特性参数、在叶片上的适用位置及其适当的翼型组合规律;最后,通过FLUENT软件对S827、S901、S902、S903四种翼型进行数值计算,验证了选用RNG k-ε两方程作为CFD数值...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
插图索引
第1章 绪论
    1.1 开展风力发电研究的背景
    1.2 国内外风电开发状况
    1.3 国内外风力机研究状况
    1.4 本文研究内容
第2章 风力机翼型空气动力学综述
    2.1 水平轴风力机类型及其对翼型的气动要求
        2.1.1 定桨距失速型与变桨距型风力机
        2.1.2 风力机对翼型气动性能的特殊要求
    2.2 风力机翼型基础知识简介
        2.2.1 翼型几何特性参数
        2.2.2 翼型的空气动力特性
        2.2.3 影响翼型空气动力特性的主要因素
        2.2.4 传统风力机翼型
        2.2.5 风力机专用翼型
        2.2.6 风力机专用翼型和航空翼型的比较
第3章 风力机翼型数据库及S系列翼型研究
    3.1 建立风力机的翼型数据库
    3.2 S系列翼型应用情况研究
        3.2.1 S系列翼型在叶片各位置组合情况研究
        3.2.2 S系列翼型基本特性总结及在风力机叶片上的使用情况研究
    3.3 小结
第4章 水平轴风力机专用翼型的气动特性研究
    4.1 数值计算方法的验证与选择
        4.1.1 建立几何模型
        4.1.2 控制方程
        4.1.3 边界条件设定
        4.1.4 求解设定
        4.1.5 数值计算结果分析
    4.2 翼型几何特性、攻角和雷诺数对翼型气动特性的影响研究
        4.2.1 风力机专用翼型厚度及其最大厚度位置对翼型气动性能的影响
        4.2.2 风力机专用翼型的弯度对翼型气动性能的影响
        4.2.3 雷诺数对翼型气动性能的影响
    4.3 小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录



本文编号：3857481