风力机叶尖加小翼动力放大的数值模拟研究

发布时间：2023-11-26 15:36

　　本文研究的风力机叶尖加小翼,是在风力机的叶尖加一个V 型平板或S 型平板,通过改变风力机周围的流场特性,从而改变风力机性能——功率特性,压力、速度特性。目的是减少叶端漩涡,降低叶轮的流动损失,提高风力机的输出功率,将更多的风能转化为电能。 本文利用计算流体软件FLUENT 对风力机及其加小翼后的动力放大性能进行了数值模拟,计算是基于N-S 方程,采用3 维稳态隐式解法;湍流模型选择k-ωSST 模型;离散方法为二阶迎风格式;压力-速度耦合采用SIMPLE 算法。模拟了小翼在不同长度和宽度;小翼的长度保持不变时,不同的前缘边和后缘边相对比例系数;小翼的不同的前张角和后张角时风力机稳定运转的状况,并得出了小翼形状和参数对风力机动力放大的变化规律,符合风力机理论变化的趋势。并和实验值进行比较,发现计算值和实验值有一定的误差,但是与实验值的变化趋势相同,表明小翼对风力机确实起到的动力放大的作用。随后对有小翼风力机和无小翼风力机的压力特性、速度特性进行了比较,得到了风力机叶尖加上小翼后,风力机叶端流场的变化。从而分析揭示小翼对风力机动力放大的原理。同时,通过对计算结果与实验值进行比较,可得风力机...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 本课题的目的和意义
    1.2 风力机动力放大的国内外发展状况
第二章 理论基础
    2.1 风力机理论
        2.1.1 风力机的贝兹理论
        2.1.2 风力机的有关概念
        2.1.3 风轮叶片的空气动力学
        2.1.4 葛劳渥的风能漩涡理论
    2.2 计算流体力学理论
        2.2.1 计算流体动力学概述
        2.2.2 计算流体动力学的工作步骤
        2.2.3 计算流体动力学的特点
    2.3 FLUENT 软件的简介和应用
        2.3.1 FLUENT 概述
        2.3.2 FLUENT 的求解步骤
        2.3.3 FLUENT 对本课题的求解
第三章 模型的建立和网格的产生
    3.1 GAMBIT 简介
        3.1.1 GAMBIT 的特点
        3.1.2 GAMBIT 的操作界面
        3.1.3 GAMBIT 的操作步骤
    3.2 风力机模型的建立和网格的产生
        3.2.1 风力机及其加小翼风力机几何模型的建立
        3.2.2 网格的划分
        3.2.3 边界条件的设定和网格文件的输出
第四章 小翼对风力机动力放大特性的模拟仿真结果及其讨论
    4.1 风力机的计算值和实验值的比较
    4.2 各种V 型和S 型小翼对风力机动力放大性能的影响
        4.2.1 计算值和实验值的比较
        4.2.2 结果分析
    4.3 以V(8.8*8)为例讨论不同的前缘边和后缘边对风力机动力放大性能的影响
        4.3.1 计算值和实验值的比较
        4.3.2 结果分析
    4.4 以V(8.8*8)和S(8.8*8)型小翼讨论不同前张角和后张角对风力机动力放大作用的影响
        4.4.1 计算值和实验值的比较
        4.4.2 结果分析
第五章 小翼对风力机动力放大的影响分析
    5.1 小翼对风力机压力分布的影响
        5.1.1 每个半径位置弦向的压力分布
        5.1.2 径向的压力分布
    5.2 小翼对风力机速度分布的影响
第六章 总结
    6.1 本课题所做的工作和取得的成果
    6.2 本课题今后的工作方向
参考文献
致谢
研究生期间所发表的论文



本文编号：3868060