H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)氣動(dòng)性能優(yōu)化研究.pdf

1、近年來(lái)，風(fēng)力發(fā)電行業(yè)發(fā)展迅速，風(fēng)能已經(jīng)是世界上增長(zhǎng)最快的能源之一，快速發(fā)展的風(fēng)電相關(guān)產(chǎn)業(yè)也創(chuàng)造了越來(lái)越多的就業(yè)機(jī)會(huì)。垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)（VAWT）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用性高，在風(fēng)力發(fā)電行業(yè)中的應(yīng)用具有顯著優(yōu)勢(shì)，但是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)效率較低的問(wèn)題阻礙了其進(jìn)一步的發(fā)展。論文基于計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，CFD）方法對(duì)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行了模擬計(jì)算，總結(jié)了垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)性能計(jì)算的一般流程，分析了

2、風(fēng)機(jī)運(yùn)行在不同葉尖速比條件下葉片周圍流場(chǎng)特性的區(qū)別，計(jì)算得出風(fēng)機(jī)以及葉片在運(yùn)行過(guò)程中轉(zhuǎn)矩值的變化規(guī)律，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試的方法對(duì)CFD仿真計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)證，證明了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　研究翼型改型方法對(duì)垂直軸風(fēng)機(jī)風(fēng)能獲取的影響。具體的改型方法是利用不同長(zhǎng)短軸比的半橢圓來(lái)代替翼型最大厚度位置之前的弧線，分析了采用不同改型方法的風(fēng)機(jī)CFD仿真模擬計(jì)算的結(jié)果，計(jì)算結(jié)果表明：使用不同改型葉片的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)氣動(dòng)性能特點(diǎn)不同。當(dāng)葉片翼型使用3/

3、2改型方法時(shí)，垂直軸風(fēng)機(jī)的性能優(yōu)化效果最顯著，其風(fēng)能利用系數(shù)最高為0.384，比采用原翼型的垂直軸風(fēng)機(jī)提升了16％。
　　研究擋板對(duì)垂直軸風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)性能的影響。利用 CFD數(shù)值模擬計(jì)算，重點(diǎn)研究了擋板尺寸參數(shù)、兩風(fēng)機(jī)之間的距離、葉片安裝角對(duì)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)能量獲取的影響規(guī)律。計(jì)算結(jié)果表明：在擋板的尺寸參數(shù)之中，寬度參數(shù)對(duì)垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)能獲取影響最大；兩風(fēng)機(jī)之間的距離過(guò)小將會(huì)在一定程度上降低垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)；此外，基于