基于涡流理论的立轴风力机气动特性分析

发布时间：2025-06-19 22:41

　　人类对能源的利用由来已久,在化学能源的利用过程中,产生了一系列的环境问题,特别是二氧化碳的过度排放造成的温室效应,已引起全球的高度关注风能是一种蕴藏巨大、取之不尽的清洁能源,并作为可再生能源中开发较早、发展最成熟的一种受到了广泛的关注。 立轴风力机是风力机的一种重要形式,但是多年来其发展一直滞后于水平轴风力机。近年来,立轴风力机受到了越来越多的关注,越来越多的研究人员和学者开始着手于立轴风力机的气动特性分析研究。 风力机的数值模拟主要有动量理论、涡流理论和求解N-S方程三种。本文正是基于涡流理论,建立二维和三维数值模型,运用FORTRAN语言进行编程计算,对立轴风力机二维和三维空气动力学性能进行了分析研究,并选择Sandia DOE-17mΦ型风力机作为算例与实验值进行了比较,验证了基于涡流理论分析立轴风力机气动特性的可行性。 文中采用了一个假设,即尾涡的移动速度为泄出时刻的速度并保持不变。某一个尾涡泄出时刻的速度为自由流速度和尾涡系对其诱导速度在自由流方向分量的合成。这个假设的确能够节约计算时间和计算机空间,但是这个假设在一定程度上影响了计算的准确性,需要加入一定的修正模型...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 能源背景
    1.2 风力机的分类
        1.2.1 风力机主要类型
        1.2.2 立轴风力机分类及发展概述
        1.2.3 立轴风力机的优缺点
    1.3 现阶段立轴风力机主要数值研究方法
        1.3.1 动量理论
        1.3.2 涡流模型
    1.4 本文的主要工作
第2章 涡流理论简介
    2.1 基本概念
        2.1.1 升力系数和阻力系数
        2.1.2 风力发电机组性能参数
    2.2 涡流理论
    2.3 诱导速度的求解
    2.4 本章小结
第3章 理论模型
    3.1 F型立轴风力机
    3.2 理论模型
    3.3 本章小结
第4章 二维数值模型
    4.1 二维数值模型建立
    4.2 二维数值模型气动载荷
    4.3 气动性能分析
    4.4 本章小结
第5章 三维数值模型
    5.1 三维数值模型建立
    5.2 三维数值模型气动载荷
    5.3 算例分析
    5.4 气动特性分析
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
攻读硕士学位期间参加的科研工作
致谢



本文编号：4051027