風(fēng)力機(jī)流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算與葉片設(shè)計(jì).pdf

1、風(fēng)力機(jī)是自然界將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或電能的裝置。氣動(dòng)性能計(jì)算是風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)和校核中的重要環(huán)節(jié)，氣動(dòng)性能計(jì)算的準(zhǔn)確性，直接影響葉片的氣動(dòng)特性和結(jié)構(gòu)安全，從而影響風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行效率和運(yùn)行壽命。本文在國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展（973）計(jì)劃資助下開展研究，工作主要分為以下三部分。
　　 第一部分，開展二維翼型氣動(dòng)性能的數(shù)值研究。首先研究了不同參數(shù)包括計(jì)算區(qū)域、網(wǎng)格疏密程度、紊流模型以及網(wǎng)格正交性對(duì)于二維翼型氣動(dòng)性能數(shù)值計(jì)算精度的影響，得到了高精度

2、二維翼型氣動(dòng)性能的計(jì)算方法。在此基礎(chǔ)上，開展雷諾數(shù)對(duì)于二維翼型氣動(dòng)性能數(shù)值影響的研究，發(fā)現(xiàn)無論是無分離流動(dòng)還是分離流動(dòng)，當(dāng)雷諾數(shù)大于自?；字Z數(shù)時(shí)，二維翼型的升阻力系數(shù)不再隨這雷諾數(shù)變化而變化。再次，由于動(dòng)態(tài)失速對(duì)于二維翼型的氣動(dòng)性能會(huì)有重大影響。本文應(yīng)用Fluent軟件的用戶自定義功能設(shè)置了運(yùn)動(dòng)網(wǎng)格研究翼型振蕩運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)失速現(xiàn)象，得到二維翼型動(dòng)態(tài)失速的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
　　 第二部分，開展三維風(fēng)輪氣動(dòng)性能的數(shù)值研究。首先，基于動(dòng)量—

3、葉素理論在二維翼型的升阻力系數(shù)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上計(jì)算三維風(fēng)輪的氣動(dòng)性能，并以此評(píng)估了二維翼型氣動(dòng)性能計(jì)算精度對(duì)于三維風(fēng)輪氣動(dòng)性能計(jì)算的影響。接著，采用CFD方法研究三維風(fēng)輪氣動(dòng)性能，并比較了大渦模擬和S-A紊流模型兩種方法的計(jì)算精度。再進(jìn)一步的進(jìn)行洞壁干擾修正，得到了精度較高的三維風(fēng)輪氣動(dòng)性能數(shù)值研究方法。
　　 第三部分主要研究低風(fēng)速下高性能風(fēng)力機(jī)葉片的設(shè)計(jì)方法。首先利用相關(guān)參考文獻(xiàn)建立初始葉片造型，然后根據(jù)動(dòng)量-葉素理論對(duì)于風(fēng)輪風(fēng)能