H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)氣動(dòng)規(guī)律研究.pdf

1、垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)相比傳統(tǒng)的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上擁有巨大的優(yōu)勢，基礎(chǔ)理論研究的匱乏導(dǎo)致了垂直軸風(fēng)力發(fā)電技術(shù)一直處于落后的地位。近年來，隨著研究學(xué)者對(duì)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組理論研究的深入，垂直軸風(fēng)力發(fā)電技術(shù)又重新回到了國內(nèi)外學(xué)者的視野。垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在運(yùn)行的過程中內(nèi)部流場復(fù)雜，理論計(jì)算困難，論文采用近年來發(fā)展迅速的計(jì)算流體力學(xué)方法對(duì)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的內(nèi)部流場進(jìn)行了模擬分析，總結(jié)了使用CFD數(shù)值模擬方法對(duì)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行計(jì)

2、算的一般流程，使用2D CFD技術(shù)分析了垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中的流場特性和風(fēng)輪特性，揭示了垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中獲取氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩的一般規(guī)律，使用3D CFD技術(shù)準(zhǔn)確求解了垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)性能，結(jié)合實(shí)驗(yàn)測試的方法對(duì)CFD數(shù)值模擬方法進(jìn)行了驗(yàn)證，證明了計(jì)算結(jié)果的可靠性。
　　在對(duì) H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩獲取機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，論文采用變參數(shù)法應(yīng)用CFD數(shù)值模擬方法研究了風(fēng)輪的關(guān)鍵參數(shù)對(duì)其氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩獲取的

3、影響，得到了葉片弦長、風(fēng)輪半徑以及風(fēng)輪葉片數(shù)目對(duì)風(fēng)輪風(fēng)能利用率影響的一般規(guī)律，為垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。
　　考慮到 H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪葉片運(yùn)行到風(fēng)輪回轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)由于氣動(dòng)阻力的影響產(chǎn)生較大的負(fù)轉(zhuǎn)矩從而影響整個(gè)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)矩輸出，文章采用添加擋流板結(jié)構(gòu)的方式對(duì)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行了優(yōu)化，并通過CFD數(shù)值模擬方法分析了擋流板各個(gè)參數(shù)對(duì)風(fēng)輪氣動(dòng)性能的影響。
　　結(jié)果表明：添加了適當(dāng)參數(shù)的擋流板裝