大型水平轴风力机叶片设计与气动特性研究

发布时间：2020-05-16 20:11

【摘要】：大型水平轴风力机因其技术特点突出，特别是具有风能利用率高、机构紧凑等方面的优势，已经成为当前风力机发展的主要方向。叶片是风力机最重要的部件之一，而进一步优化其气动特性，使其捕获更多的风能，是新型高效叶片的主要研究方向。 本文以1.5MW水平轴风力机叶片为研究对象。本课题主要研究内容是： (1)研究与叶片设计相关的基本理论，主要包括贝茨理论、涡流理论、动量理论和叶素理论。 (2)研究叶片的三维模型建立方法。以Wilson方法为基础，建立叶片的数学模型，计算得到关键参数，选择合适的翼型，利用Profili、AutoCAD和Pro/E建立叶片三维实体模型。各软件之间通过接口传输模型数据。 (3)建立叶片所在流场的模型并进行分析。利用多重参考系模型，将流场分为内部旋转流场和外部固定流场。两种流场的建立既能真实模拟叶片运行时的状况，又能节省计算时间，提高效率。最后可得到叶片表面的受力和叶片周围流场的变化。 (4)利用软件之间的接口技术，可以完成叶片的静力分析和在预应力下的模态分析，更真实的反映叶片的结构设计情况。根据流场计算结果，改进叶片结构。经过载荷映射，，在有限元模型表面布置叶片受力，进行气动弹性静态稳定性和动态稳定性分析，更符合实际情况。
【图文】：

图 1.2 高速风力机Fig.1.2 High-speed wind turbine位置及其与风向的关系，水平轴风旋转称之为上风向风力机，反之则要有相应的对风装置来保持风轮迎的结构。但由于吹向下风向风力机均匀性，所谓的“塔影”效应明显大。因此，目前大型风力机一般采征是风轮围绕铅垂轴线旋转，如图

图 1.2 高速风力机Fig.1.2 High-speed wind turbine对位置及其与风向的关系，水平轴风力风旋转称之为上风向风力机，反之则称需要有相应的对风装置来保持风轮迎风机的结构。但由于吹向下风向风力机的不均匀性，所谓的“塔影”效应明显，较大。因此，目前大型风力机一般采用特征是风轮围绕铅垂轴线旋转，如图
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TK83


本文编号：2667255