碟式太陽(yáng)能聚光器風(fēng)載的仿真研究.pdf

1、碟式太陽(yáng)能聚光器是聚光太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)中重要的設(shè)備之一，其風(fēng)載荷是太陽(yáng)能聚光器結(jié)構(gòu)所承受的最主要載荷，它不但影響聚光器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，還會(huì)引起反射面和支架變形，嚴(yán)重影響聚光器的精度。因此，對(duì)于聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中太陽(yáng)能聚光器在各種風(fēng)力載荷下的工作狀態(tài)及提高其抗風(fēng)能力的研究，已成為聚光器載荷分析的重要環(huán)節(jié)之一。
　　碟式太陽(yáng)能聚光器的結(jié)構(gòu)比較特殊，迎風(fēng)面一般為可旋轉(zhuǎn)的碟狀板，屬于非流線型結(jié)構(gòu)，對(duì)風(fēng)作用的敏感性很強(qiáng)。對(duì)風(fēng)載荷研究的方法主要

2、包括風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和計(jì)算風(fēng)工程等方法。隨著計(jì)算機(jī)和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的發(fā)展，計(jì)算風(fēng)工程已逐步取代風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)成為一種更加有效、準(zhǔn)確的方法。本文運(yùn)用計(jì)算風(fēng)工程的原理及數(shù)值仿真方法，分析了風(fēng)載荷對(duì)聚光器的影響。
　　(1)本文針對(duì)碟式太陽(yáng)能聚光器，闡述了空氣動(dòng)力學(xué)特性及數(shù)值仿真的基本理論知識(shí)。對(duì)于聚光器周?chē)L(fēng)場(chǎng)數(shù)值模擬所涉及到的網(wǎng)格劃分、邊界條件的選取、湍流模型的選擇、求解參數(shù)的設(shè)置等問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。
　　(2)基于CFD仿真分析軟件，建

3、立了單個(gè)碟式太陽(yáng)能聚光器有限元風(fēng)載分析模型，計(jì)算了太陽(yáng)能聚光器結(jié)構(gòu)的風(fēng)力系數(shù)和風(fēng)力矩系數(shù)以及聚光器風(fēng)場(chǎng)分布。重點(diǎn)研究了不同高度角和方位角時(shí)風(fēng)力系數(shù)和風(fēng)力矩系數(shù)的變化情況，分析了間隙大小對(duì)風(fēng)力系數(shù)和風(fēng)力矩系數(shù)的影響，最后討論了聚光器模型轉(zhuǎn)軸位置不同時(shí)的受力情況。
　　(3)以兩個(gè)聚光器最典型的前后串聯(lián)徑向布置為例，計(jì)算得到聚光器之間不相互遮陽(yáng)的最小間距，并在此工況下進(jìn)行仿真計(jì)算，獲得了在受到干擾的情況下聚光器周?chē)L(fēng)場(chǎng)的分布和風(fēng)載系數(shù)