直葉片垂直軸風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)性能研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電是可再生能源發(fā)電中最成熟和最具開發(fā)條件的發(fā)電方式之一。風(fēng)力發(fā)電機(jī)可分為水平軸和垂直軸兩種基本形式。目前水平軸風(fēng)力機(jī)已被廣泛的研究和應(yīng)用，而垂直軸風(fēng)力機(jī)憑借其自身的特性優(yōu)勢(shì)，也倍受學(xué)者重視。
　　 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和三維湍流數(shù)值模擬技術(shù)的提高，為探索垂直軸風(fēng)力機(jī)的氣動(dòng)性能提供了便利條件。本論文選取具有代表性的NACA0015翼型，對(duì)其進(jìn)行翼型的數(shù)值模擬和基于理論模型的風(fēng)輪整體氣動(dòng)性能研究。主要工作和成果如下：
　　

2、 1、針對(duì)原型和添加不同高度Gurney襟翼的NACA0015翼型，建立了三維穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型。通過使用不同湍流模型計(jì)算得到了原型翼型氣動(dòng)特性，并對(duì)比文獻(xiàn)參考實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。并分析了不同離散格式對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。
　　 2、選取較為適合于本文算例的S-A湍流模型，分別在不同襟翼高度、雷諾數(shù)等條件下，對(duì)添加襟翼NACA0015翼型進(jìn)行數(shù)值模擬，并與原型翼型進(jìn)行了比較。模擬的結(jié)果表明，添加襟翼能夠?qū)崿F(xiàn)襟翼增升的效果，同時(shí)這

3、一效果也與襟翼高度密切相關(guān)。當(dāng)攻角超過一定的范圍后，襟翼對(duì)翼型的氣動(dòng)性能影響變小。添加Gurney襟翼對(duì)翼型失速攻角影響不大，雷諾數(shù)對(duì)失速攻角有一定影響但幅度不大。
　　 3、針對(duì)垂直軸風(fēng)力機(jī)葉輪氣動(dòng)性能理論預(yù)報(bào)方法--多流管模型和雙向多流管模型，采用模擬計(jì)算值創(chuàng)建翼型數(shù)據(jù)庫(kù)，利用Matlab軟件對(duì)兩種模型進(jìn)行分析計(jì)算。通過對(duì)比計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值，驗(yàn)證了計(jì)算的準(zhǔn)確性。并得到結(jié)論，雙向多流管理論模型比多流管理論模型更接近實(shí)驗(yàn)值。