水平轴风力机叶片气动外形设计及其数值模拟分析[精品].pdf

硕fj!≯位论文 摘要 面对同益增长的能源需求和环保方面的压力，世界各国都在加大新能源的丌发力度，清 洁无污染、绿色廉价的叮再生能源是当今世界能源丌发的焦点。JxL能是可再生清洁能源中最 具代表性的一种，它对保护环境和维持生态平衡，以及减少对常规能源依赖和改善能源结构 都有重要意义。风能丌发的重点是利用风力发电机将风能转换成电能。水平轴风力机是风能 利用巾最主要的形式，风力机中的关键部件又是叶片，它的设计好坏直接决定了风力机的工 作效率高低，由此看来风力机叶片外形的空气动力设计成为最为重要的课题。 本文首先在分析国内外风电开发现状、风力机翼型研究现状的基础上，对风力机叶片气 析各种设计方法之间的区别。 其次，以涡流理论为基础，基于现有的尾流模式，提出一种圆锥一圆柱尾流模型，并根据 流体连续性方程确定尾涡的扩散半径。 然后，以改进Glauert理论为目的，以有限叶片数，变环量及扩散状的尾流模型为依据， 建立和求解描述该模型的积分微分方程，获得一种确定水平轴风力机叶片气动外形设计的新 方法。应用该设计方法对某1．5MW风力机叶片进行气动外形设计，并将其气动计算结果与其 它方法的结果作了比较，以说明所给方法的有效性。 最后，根据设计结果，建立了叶片的三维实体模型，指定边界条件类型并划分网格，应 用FLUENT软件对新设计的风力机作数值模拟分析计算。 关键词：风力机；叶片；气动外形设计；数值模拟 水、17轴恨力机叶JI气功外形设计硬!￡数1_【|【校拟分忻 Abstract with needsandenvironmental countriesoftheworldare Facinggrowing energy pressures，the theireffortsto new sources．Clean and increasing developenergy non—polluting，greencheap renewableisthefocusof intheworld energy energydevelopment isthemost inclean has ofthe representationalenergy reproducibleenergy,itimportantsignification environmentand canreducethe theconventional balance，it on protectionecosystems depend of and the structure．Thefocusofthewind isto energyimproveenergy energydevelopment wind into horizontalaxiswindturbineisthemost formofWind energyelectricity,The important isthe thewind utilization，blade of turbine．Blade energy keycomponent designdirectly thelevelofthe oft