基于數(shù)值模擬和風(fēng)洞試驗的垂直軸風(fēng)力機(jī)性能研究.pdf

1、近年來,人們大力發(fā)展可再生的綠色能源,以部分替代高污染的傳統(tǒng)能源,利用清潔能源風(fēng)能發(fā)電的風(fēng)力發(fā)電機(jī)因此得到了快速的發(fā)展。垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡單、任意風(fēng)向下都可以發(fā)電、啟動力矩大、成本低,在小型風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。但垂直軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)能利用系數(shù)較低的,這個不足限制了它的發(fā)展。
　　為了提升阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)的性能,本文對一種垂直軸風(fēng)力機(jī)的性能進(jìn)行了研究,并從改變導(dǎo)流板數(shù)目、增加風(fēng)力機(jī)段數(shù)等方面改進(jìn)了其性能。論文首先闡述了

2、風(fēng)力機(jī)的基本理論和相關(guān)概念,并對阻力型垂直軸風(fēng)機(jī)的平均功率計算公式進(jìn)行了推導(dǎo),根據(jù)公式中影響風(fēng)力機(jī)功率的參數(shù),如風(fēng)速、葉片迎風(fēng)面積、葉片結(jié)構(gòu)等,提出了改進(jìn)風(fēng)力機(jī)性能的措施。即在葉片迎風(fēng)面積一定的情況下選擇迎風(fēng)阻力大、背風(fēng)阻力小的葉片結(jié)構(gòu)和增加外圍裝置等方面來提升風(fēng)力機(jī)的性能。
　　對于所研究的風(fēng)力機(jī),本文應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù)對風(fēng)力機(jī)輸出特性進(jìn)行了研究,利用FLUENT軟件繪制了風(fēng)力機(jī)在不同風(fēng)速下風(fēng)輪在不同位置靜止時的力矩曲線,研究了該

3、風(fēng)力機(jī)的啟動性能。采用多重參考系法模擬風(fēng)輪旋轉(zhuǎn),獲得了在額定風(fēng)速下風(fēng)力機(jī)功率隨旋轉(zhuǎn)角速度的變化曲線,為風(fēng)力機(jī)選擇發(fā)電機(jī)、減速器等提供參考依據(jù)。不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的風(fēng)力機(jī)性能不同,本文為了改進(jìn)風(fēng)力機(jī)性能,對于不同導(dǎo)流板數(shù)目、具有導(dǎo)風(fēng)口風(fēng)力機(jī)和兩段式風(fēng)力機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬,在功率、風(fēng)能利用系數(shù)、壓力云圖、速度云圖和風(fēng)力跡線圖方面進(jìn)行了綜合分析和比較,獲得了具有較好風(fēng)力機(jī)性能的風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)。數(shù)值模擬應(yīng)與實驗相結(jié)合才能準(zhǔn)確評價風(fēng)力機(jī)的性能,最后本文還對不同