對稱導(dǎo)流板對直葉片垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動性能影響數(shù)值研究.pdf

1、升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)的工作原理與水平軸風(fēng)力機(jī)的工作基本原理相同，相較于水平軸風(fēng)力機(jī)、具有結(jié)構(gòu)簡單，無需對風(fēng)等優(yōu)點(diǎn)。由于葉片約有半周期處于尾流中，使得風(fēng)力機(jī)的整體效率較低，相對于水平軸風(fēng)力機(jī)其應(yīng)用較少，對其流動機(jī)理的理論研究也較為滯后。近年來，隨著多流管理論和數(shù)值模擬等研究手段的進(jìn)步，垂直軸風(fēng)力機(jī)的研究越來越受到重視。在風(fēng)力機(jī)外圍安裝導(dǎo)葉、擋板等輔助機(jī)構(gòu)，能夠有效改善垂直軸風(fēng)力機(jī)的氣動特性。進(jìn)一步研究分析整流擋板等輔助機(jī)構(gòu)對風(fēng)輪流場的影響機(jī)

2、理，對于升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)的研究開發(fā)，意義重大。
　　本文利用滑移網(wǎng)格技術(shù)，RNG k-ε紊流模型對垂直軸風(fēng)力機(jī)進(jìn)行二維數(shù)值模擬研究。從微觀和宏觀角度分析討論導(dǎo)流對直葉片升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片和葉輪流場，壓差分布、力矩輸出等方面的變化，探索提高風(fēng)力機(jī)整體氣動性能的有效途徑。
　　(1)本文首先從理論角度分析了直葉片升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)的工作原理。介紹數(shù)值模擬過程中運(yùn)用到的物理模型、湍流模型、邊界設(shè)置等計(jì)算方法。利用數(shù)值計(jì)算結(jié)果

3、對單個葉片、葉輪的速度場、壓力分布和輸出轉(zhuǎn)矩等流場特性進(jìn)行系統(tǒng)理論分析。研究不同轉(zhuǎn)速條件下（葉尖速度比），風(fēng)輪的輸出力矩，探索最佳運(yùn)行工況，最后確定風(fēng)力機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為150r/min，葉尖速比為1.96。同時，與同類型垂直軸風(fēng)力機(jī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比分析表明，數(shù)值模擬技術(shù)可行、精度可靠。
　　(2)對安裝導(dǎo)流板前后的升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。分析導(dǎo)流板對風(fēng)力機(jī)內(nèi)外流場的影響。在同一工況下從葉輪速度場分布、單個葉片壓力場分布、葉