水平軸風(fēng)力機(jī)動(dòng)力特性和流場(chǎng)的數(shù)值模擬

1、同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院碩士學(xué)位論文水平軸風(fēng)力機(jī)動(dòng)力特性和流場(chǎng)的數(shù)值模擬姓名：趙先民申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：工程力學(xué)指導(dǎo)教師：王國(guó)硯20070401A B S T R A C TW ' m dt u r b i n ei s ad e v i c ef o re x t r a c t i n ge n e r g yf i ' o m t h ew i n d ．M o d e r nw i n dt u r b i

2、 n ei s m a d e u po f ac o m p l i c a t e dc o m b i n a t i o no f c o m p o n e n t sa n ds u b —s y s t e m s ，m a i n e l e r n e n t aa r e r o t o r ，t o w e r ，h u b ，n a c e l l e ，f o u n d a t i o n ，p o w e

3、r t r a i n a n d c o n t r o ls y s t e m ．T h e r e i s a t r e n d t o w a r d s l a r g ea n d f l e x i b l ew i n d t u r b i n e sw h i c h C a n c a p t u r e a sm u c h a st h ea v a i l a b l e k i n e t i ce n

4、 e r g y f z o m w i n d f o r t h el o w e s t p o s s i b l e c o s t ．W i n dt u r b i n e s o f t e n o p e r a t e i n an e g a t i v e e n v i r o n m e n t w h e r es t r o n g f l o wf l u c t u a t i o n s ．d u

5、e t ot h en a t u r c o f t h ew i n d , C a l l e x c i t eh e a v y l o a d s ．n e v a r y i n g l o a d s ，t o g e t h e rw i t hf l e x i b l e s t r u c t u r e ，c a l li n d u c es t r u c t u r a lv i b r a t i o

6、nS o m e w i n d t u r b i n e sw e r ed a m a g e d b y h i g hs p e e d w i n d ．H e n c e ，t h e r e i si n c r e a s i n gn e e df o r c o m p u t a t i o n a la n de x p e r i m e n t a l p r o c e d u r e s f o r w

7、 i n d - r e s i s t a n t a n a l y s i s o f w i n dt u r b i n e ．1 1 1 ef u n d a m e n t a l o f t h e w i n dt u r b i n e w i n d ·r e s i s t a n t a n a l y s i s i ss t n l c t u r a ld y n a m i ca n a l

8、y s i sa n d e x t e r n a lf l o w a n a l y s i s ．T h i sp a p e r m a i n l y d e a l s w i t h t w o a s p e c t s ：O n e a s p e c t i ss t n l c n l r a ld y n a m i c c h a r a c t e r i s t i c sa n a l y s i so

9、 f r o t o rb l a d ea n d w i n dt u r b i n e ．F i n i t ee l e m e n t m o d e l sf o rs i m u l a t i o no f t h ed y n a m i cr e s p o n s e o f r o t o rb l a d ea n d h o r i z o n t a la x i sw i n d t u r b i n

10、 eh a sb e e n d e v e l o p e d ．T h es i m u l a t i O R Sa r ep e r f o r m e du s i n gt h ec o m m e r c i a lf i n i t ee l e m e n ts o f t w a r eA Y S Y S ，w h i c h i sa p r o g r a m d e v e l o p e df o r v e

11、 r s a t i l ea n a l y s i s ．c o v e r i n gl i n e a r 嬲w e l la sn o n - l i n e a r , s t a t i ca sw e l la sd y n a m i ca p p l i c a t i o n s ．T h e nt h e s t r u c t u r a ld y n a m i cc h a r a c t e r i s

12、t i c s o fr o t o rb l a d ea n dw i n dt u r b i n e a l e s t u d i e d ．1 1 艟o t h e r a s p e c ti st h eC F D s i m u l a t i o n o f t h e e x t e r n a lf l o w a r o u n d w i n d t u r b i n e ．F i r s t l y ,

13、t h e f u n d a m e n t a lm a t h e m a t i c a l a n dm e c h a n i c a lt h e o r i e s o fC o m p u t a t i o n a lF l u i d D y n a m i c s ( C F D ) a l e i n t r o d u c e d ；s e c o n d l y t h e c h a r a c t e

14、r i s t i c so f t h e c o m m e r c i a lC F ] Ds o f t w a r eF l u e n ta r eo u t l i n e d ；F i n a l l y , t h e e x t e r n a lf l o wo fw i n dt u r b i n ea 聆s i m u l a t e d u s i n g F l u e n t ．1 1 m w o r