風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片氣動(dòng)性能與結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、小型垂直軸風(fēng)力機(jī)既可以充分開發(fā)我國低風(fēng)速區(qū)的風(fēng)能資源，又可以滿足偏遠(yuǎn)山區(qū)的用電需求，同時(shí)還可以緩解城市用電壓力，因而小型垂直軸風(fēng)力機(jī)擁有廣闊的市場前景。但垂直軸風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)理論不夠完善，以及人們長期對(duì)垂直軸風(fēng)力機(jī)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)嚴(yán)重阻礙了垂直軸風(fēng)力機(jī)的發(fā)展。近些年來計(jì)算流體力學(xué)的飛速發(fā)展為垂直軸風(fēng)力機(jī)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。本文主要采用計(jì)算流體力學(xué) CFD(Computational Fluid Dynamics)數(shù)值模擬方法，采用滑移網(wǎng)

2、格技術(shù)，對(duì)二維風(fēng)力機(jī)流場進(jìn)行氣動(dòng)性能分析研究。
　　采用三種不同的湍流模型(Spalart-Allmaras單方程模型、Standard k-ε兩方程模型和 SST K-ω兩方程模型)對(duì) NACA0016翼型進(jìn)行數(shù)值模擬分析，通過獲取不同攻角的升力系數(shù)及阻力系數(shù)對(duì)其氣動(dòng)性能進(jìn)行分析。三種模型對(duì)失速攻角的預(yù)測都在15左右，與 AID翼型數(shù)據(jù)庫給出的失速攻角基本吻合。對(duì)三種模型升阻力系數(shù)的模擬結(jié)果在基本翼型失速之前相同，在失速之后產(chǎn)生

3、較大的差別，為后續(xù)選擇合適的尖速比提供了依據(jù)；通過理論推導(dǎo)，得出了翼型攻角及相對(duì)風(fēng)速與風(fēng)輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系式，并用 MATLAB編程繪制出其關(guān)系曲線，發(fā)現(xiàn)翼型在初始位置時(shí)的相對(duì)風(fēng)速最大，此時(shí)攻角為零，相對(duì)風(fēng)速不對(duì)葉片產(chǎn)生升力。
　　采用 CFD數(shù)值模擬方法對(duì)風(fēng)輪整機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬，根據(jù)前面的理論分析，取風(fēng)輪的尖速比為4和5來進(jìn)行計(jì)算，通過壓力云圖、速度云圖對(duì)風(fēng)輪外流場進(jìn)行分析，并分析不同尖速比下風(fēng)速和風(fēng)壓的變化趨勢；截取流場速度變化軌跡對(duì)