水平軸風(fēng)力機(jī)氣動性能預(yù)測.pdf

1、風(fēng)能作為一種取之不盡、用之不竭的新型能源具有良好的應(yīng)用前景和開發(fā)潛力。我國的風(fēng)能資源比較豐富，大力發(fā)展風(fēng)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(xué)的理論應(yīng)用于改進(jìn)水平軸風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)的研究逐步深入，計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算流體力學(xué)的發(fā)展為提高水平軸風(fēng)力機(jī)研究水平提供了有利條件。 水平軸風(fēng)力機(jī)的氣動性能預(yù)測是風(fēng)力機(jī)研究者面臨的最困難的工作之一，也是風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)的必要步驟。其預(yù)測準(zhǔn)確性直接影響到風(fēng)力機(jī)的工作壽命以及經(jīng)濟(jì)成本。

2、自然界風(fēng)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(fēng)力機(jī)氣動性能預(yù)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(yù)定尾跡模型的升力面法預(yù)測程序，對無偏航情況的風(fēng)力機(jī)性能進(jìn)行了預(yù)測。使用預(yù)定尾跡模型可以更為準(zhǔn)確地預(yù)測風(fēng)力機(jī)的性能。 2.在預(yù)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(yàn)轉(zhuǎn)子在7~10m/s風(fēng)速下單獨(dú)使用預(yù)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(fēng)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(fēng)力機(jī)性能進(jìn)行預(yù)測。使用該模型可以更準(zhǔn)確地預(yù)測無偏航工況下的風(fēng)力機(jī)性能，并且可以直接預(yù)測偏航工況下風(fēng)力機(jī)的氣動性能。通過和實(shí)驗(yàn)值的比較發(fā)現(xiàn)基于自由尾跡的升力面法的預(yù)測精度基本可以滿足工程需要。 4.在偏航情況下，