基于數(shù)值仿真的H型垂直軸風(fēng)力機尾流模型研究.pdf

1、隨著全球?qū)︼L(fēng)能利用的重視，風(fēng)力機得到了越來越多的研究和設(shè)計。在對風(fēng)力機進行設(shè)計時，其尾流特性是必須掌握的關(guān)鍵性因素。當前在風(fēng)力機尾流方面進行的研究大多集中在水平軸風(fēng)力機，也已建立了較為完善的理論；但考慮到垂直軸風(fēng)力機和水平軸風(fēng)力機氣動性能的巨大差異，不能將水平軸風(fēng)力機的尾流理論直接用于垂直軸風(fēng)力機的設(shè)計上。為加深垂直軸風(fēng)力機的研究，促進其工程實際應(yīng)用，本文利用數(shù)值仿真對H型垂直軸風(fēng)力機尾流進行研究，主要內(nèi)容包括：
　　對三種常用N

2、ACA翼型的氣動性能進行分析，模擬翼型表面流動從附著流變?yōu)榉蛛x流的過程，繪制升力系數(shù)及升阻比隨攻角的變化曲線、流場風(fēng)速云圖及風(fēng)速比分布曲線。研究表明，三種翼型的臨界攻角均為α=13°，且其升阻比曲線都近似于拋物線，其升力系數(shù)及升阻比的變化隨著翼型厚度的增加而變得更平緩；同一翼型后緣速度的減小幅度隨攻角的增大而變大，其后緣速度分布的對稱性隨著來流風(fēng)速的增大而逐漸消失。
　　建立經(jīng)過適當簡化的二維垂直軸風(fēng)力機數(shù)值仿真模型，采用滑移網(wǎng)格

3、對處于不同來流風(fēng)速、不同旋轉(zhuǎn)速度的風(fēng)力機進行模擬。計算分析表明，在相同來流風(fēng)速下，流經(jīng)風(fēng)輪的氣流隨著風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)速度的提高而減少，同時風(fēng)輪后方的低速區(qū)范圍也逐漸擴大；在相同旋轉(zhuǎn)速度下，風(fēng)輪內(nèi)部的低速區(qū)中心隨來流風(fēng)速的增大而逐漸向后方移動；對風(fēng)輪尾流處的風(fēng)速曲線分析證實了之前對于低速區(qū)變化規(guī)律的判斷，同時揭示了低速區(qū)范圍之外的風(fēng)速的周期性變化規(guī)律。
　　分別建立兩排和三排風(fēng)力機分布的風(fēng)電場數(shù)值仿真模型，對每排風(fēng)力機之間的風(fēng)速曲線及風(fēng)電場