水平軸風力機氣動性能預測.pdf

1、風能作為一種取之不盡、用之不竭的新型能源具有良好的應用前景和開發(fā)潛力。我國的風能資源比較豐富，大力發(fā)展風電事業(yè)符合我國確立的可持續(xù)性發(fā)展的戰(zhàn)略要求。近年來，將空氣動力學的理論應用于改進水平軸風力機設計的研究逐步深入，計算機技術和計算流體力學的發(fā)展為提高水平軸風力機研究水平提供了有利條件。 水平軸風力機的氣動性能預測是風力機研究者面臨的最困難的工作之一，也是風力機設計的必要步驟。其預測準確性直接影響到風力機的工作壽命以及經濟成本。

2、自然界風的不穩(wěn)定性及葉片流場的三維特性在一定程度上都增加了風力機氣動性能預測的難度。 本文的主要工作如下： 1.采用基于渦系理論的模型建立剛性圓柱尾跡和預定尾跡模型的升力面法預測程序，對無偏航情況的風力機性能進行了預測。使用預定尾跡模型可以更為準確地預測風力機的性能。 2.在預測模型中采用Du-Selig靜態(tài)失速延遲模型來修正兩維失速問題，解決了聯(lián)合試驗轉子在7~10m/s風速下單獨使用預定尾跡模型的升力面法

3、對輸出功率的低估問題。通過不同來流風速下在不同葉高位置的攻角、升力系數(shù)和阻力系數(shù)的比較，確定在中間葉高附近是流動分離最早發(fā)生的區(qū)域，也是靜態(tài)失速延遲模型主要修正的區(qū)域。 3.使用自由尾跡模型對有無偏航情況下的風力機性能進行預測。使用該模型可以更準確地預測無偏航工況下的風力機性能，并且可以直接預測偏航工況下風力機的氣動性能。通過和實驗值的比較發(fā)現(xiàn)基于自由尾跡的升力面法的預測精度基本可以滿足工程需要。 4.在偏航情況下，