基于數(shù)值模擬和風洞試驗的垂直軸風力機性能研究.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,利用清潔能源風能發(fā)電的風力發(fā)電機因此得到了快速的發(fā)展。垂直軸風力發(fā)電機由于結(jié)構(gòu)簡單、任意風向下都可以發(fā)電、啟動力矩大、成本低,在小型風力發(fā)電領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。但垂直軸風力機風能利用系數(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力機的性能,本文對一種垂直軸風力機的性能進行了研究,并從改變導(dǎo)流板數(shù)目、增加風力機段數(shù)等方面改進了其性能。論文首先闡述了

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

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