低風(fēng)速H型垂直軸風(fēng)力機葉片翼型研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染的日益加劇，風(fēng)能已經(jīng)成為當今世界最重要的可再生能源之一?，F(xiàn)代風(fēng)力機大體上可分為兩類，分別是水平軸風(fēng)力機和垂直軸風(fēng)力機。鑒于直葉片垂直軸風(fēng)力機具有無需對風(fēng)裝置，葉片加工簡單以及相對簡單的外形和結(jié)構(gòu)等優(yōu)點，近年來對這種風(fēng)力機的研究越來越深入。直葉片垂直軸風(fēng)力機目前面臨的主要問題是改善翼型的氣動性能和風(fēng)力機的自啟動困難，因此研究適合垂直軸風(fēng)力機的翼型和增強垂直軸風(fēng)力機的自啟動能力，對提高垂直軸風(fēng)力機的風(fēng)能利用率具有重要意義。

2、>　　本文利用低雷諾數(shù)二維翼型分析程序XFLR并結(jié)合翼型失速后性能預(yù)測模型Viterna-Corrignan對垂直軸風(fēng)力機常用的NACA系列翼型族進行數(shù)值模擬，研究了雷諾數(shù)、厚度和彎度對翼型氣動性能的影響。數(shù)值研究結(jié)果表明，增大雷諾數(shù)，合理選擇翼型的厚度和彎度可以提高翼型的氣動性能。運用復(fù)合形法，以翼型的最大升力系數(shù)，最大升阻比和失速攻角的代數(shù)和為目標函數(shù)，對垂直軸風(fēng)力機常用的NACA0015翼型進行了優(yōu)化設(shè)計，得到一種適合低風(fēng)速垂直軸

3、風(fēng)力機的新翼型。針對垂直軸風(fēng)力機的自啟動問題，本文在總結(jié)現(xiàn)有的葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，提出了一種葉片加裝襟翼的方案，并且推導(dǎo)了帶襟翼的風(fēng)力機啟動數(shù)學(xué)模型和襟翼閉合條件。
　　設(shè)計并加工了垂直軸風(fēng)力機實驗臺，測試了具有 NACA0015翼型葉片和優(yōu)化翼型葉片的風(fēng)力機的工作性能，研究了葉片前緣粗糙度對風(fēng)力機性能的影響。同時，驗證了葉片加裝襟翼方案的可行性。實驗研究表明，前緣粗糙度增大一定程度上提高了垂直軸風(fēng)力機的啟動性能，但降低了風(fēng)