風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片特性分析及數(shù)值模擬.pdf

1、隨著非可再生能源的過度消耗，環(huán)境污染和生態(tài)惡化等問題日益嚴(yán)重，要堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展之路，可再生能源必須引起人們足夠重視。在對(duì)可再生能源的利用中，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是最成熟且最具備規(guī)模性開發(fā)的發(fā)電方式之一，并且已受到國(guó)內(nèi)外能源界和研究者的高度重視。然而對(duì)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究，涉及諸多未解決的問題，其中對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片氣動(dòng)形狀設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)性能研究是保證其充分利用風(fēng)能、提高發(fā)電效率和安全穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件，是發(fā)展大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的最核心的問題。本文在風(fēng)力

2、發(fā)電機(jī)葉片氣動(dòng)理論和振動(dòng)理論的基礎(chǔ)上，運(yùn)用數(shù)值模擬方法對(duì)其氣動(dòng)性能和振動(dòng)性能進(jìn)行了研究，具有重要的理論意義及工程應(yīng)用價(jià)值。
　　運(yùn)用流體前處理軟件GAMBIT建立了風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片及其剖面翼型的流體分析模型，湍流流動(dòng)分別選取Spalart-Allmaras湍流模型和k-ωSST湍流模型，通過流體計(jì)算軟件FLUENT分別研究了葉片及其剖面翼型的氣動(dòng)特性。對(duì)于翼型氣動(dòng)性能計(jì)算獲得了沿葉展不同半徑處翼型的升力系數(shù)和阻力系數(shù)的變化規(guī)律，并且

3、得出了不同翼型附近區(qū)域的壓力分布和流速分布的情況;對(duì)于葉片氣動(dòng)性能計(jì)算獲得了不同風(fēng)速和不同轉(zhuǎn)速對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率和風(fēng)能利用率的影響規(guī)律，并且得出了不同風(fēng)速下葉片表面壓力分布和流速分布情況。利用風(fēng)能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行了性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，獲得了風(fēng)力機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的輸出功率隨風(fēng)速的變化關(guān)系，并將得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，以驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法的可行性與準(zhǔn)確性。
　　運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS建立了葉片結(jié)構(gòu)分析模型并