小型風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)及風(fēng)輪氣動性能的數(shù)值研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-10 12:54
本文以10KW小型定槳距風(fēng)力機(jī)為研究對象,利用Fluent流體計(jì)算軟件,對風(fēng)力機(jī)專用翼型及風(fēng)輪的氣動特性進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。主要完成了以下幾方面的工作:分別選用S-A.RNGκ-ε、κ-ωSST三種湍流模型對S827、S832翼型的繞流流動進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,通過與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比,研究了不同湍流模型對風(fēng)力機(jī)翼型氣動性能的預(yù)測能力,以確定適合于本文流動問題的湍流模型。采用數(shù)值模擬方法分析了NACA和NREL兩個(gè)系列的五種風(fēng)力機(jī)翼型的氣動特性,結(jié)果表明:針對S系列翼型,翼型彎度相近時(shí),隨著翼型厚度的增大,對應(yīng)同一攻角的翼型升力系數(shù)有所提高,同時(shí)翼型上下面的壓差阻力也增大,使得翼型的升阻比有所降低,但與薄翼型相比,較厚翼型的最佳升阻比攻角范圍較寬;在適當(dāng)攻角范圍內(nèi),增加翼型彎度,可以提高翼型的升力系數(shù)及升阻比,使得翼型具有較寬的高升阻比范圍,但是超過一定攻角范圍時(shí),翼型彎度較大的卻容易發(fā)生流動分離,翼型氣動性能下降;NREL風(fēng)力機(jī)專用翼型較傳統(tǒng)翼型更能滿足氣動性能的要求,并且翼型具有較高的能量轉(zhuǎn)換效率。基于Wilson理論進(jìn)行了10KW小型定槳距風(fēng)力機(jī)葉片的氣動設(shè)計(jì),考慮了葉尖損失、葉根損失以及...
【文章來源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
采用二階迎風(fēng)格式。連續(xù)性方程、各個(gè)運(yùn)動方程以及其他方程的計(jì)算收斂誤差均設(shè)定為lxe一。設(shè)置殘差監(jiān)視器以及升阻力系數(shù)收斂監(jiān)測窗口,直到全部收斂。圖3一6是NACA23O15、2.、、產(chǎn)、,產(chǎn)011‘Qd/‘、了、了t、(4)(5)(6)(7)(8)
圖3一11不同攻角下翼型表面壓力系數(shù)分布圖 F19.3一 11Pressureeoeffieientsdistributingontheairfoilunderdifferentangleofattaek由圖3一n可看出,當(dāng)翼型處于小攻角a<5o時(shí),翼型壓力面高壓部分集中在翼型頭部較小的范圍。當(dāng)攻角在5o一160范圍時(shí),翼型壓力面正壓力較高,吸力面負(fù)壓絕對值也較高,壓力面與吸力面的壓差較大,使得翼型具有較高的升力及升力系數(shù)。當(dāng)攻角在160一200范圍時(shí),翼型吸力面的負(fù)壓絕對值開始減小,同時(shí)壓力面正壓增加緩慢,壓力面與吸力面的壓差降低,翼型的升力系數(shù)也隨之降低。由流體力學(xué)理論可知,升力主要由翼型壓力面與吸力面的壓差造成的,摩擦力的影響作用很小,而阻力是由壓差阻力與摩擦阻力兩部分組成
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]NREL PhaseⅥ葉片氣動性能數(shù)值分析[J]. 范忠瑤,康順,王建錄. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2009(10)
[2]2MW風(fēng)電機(jī)組葉片氣動性能計(jì)算方法的研究[J]. 劉勛,魯慶華,訾宏達(dá),孫偉軍. 電氣技術(shù). 2009(08)
[3]風(fēng)力機(jī)定槳距和變槳距工況下葉片風(fēng)能利用特性分析[J]. 張明惠,雎剛,趙亮. 華東電力. 2009(07)
[4]湍流模型對風(fēng)力機(jī)葉片氣動性能預(yù)估的影響[J]. 劉磊,徐建中. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2009(07)
[5]小型變槳距風(fēng)力機(jī)的氣動優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 劉雄,李鋼強(qiáng),陳嚴(yán). 水電能源科學(xué). 2009(03)
[6]6種風(fēng)力機(jī)葉片翼型的氣動性能數(shù)值模擬研究[J]. 張果宇,馮衛(wèi)民,劉長陸,俞劍鋒. 可再生能源. 2009(02)
[7]旋轉(zhuǎn)效應(yīng)對風(fēng)力機(jī)葉片升力性能影響的研究[J]. 楊瑞,李仁年,李銀然,陳曉明. 甘肅科學(xué)學(xué)報(bào). 2009(01)
[8]NACA4415翼型失速特性的二維數(shù)值研究[J]. 曲立群,汪建文,朱德臣,吳克啟,高志鷹. 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(01)
[9]風(fēng)力機(jī)專用翼型發(fā)展現(xiàn)狀及其關(guān)鍵氣動問題分析[J]. 陳培,杜綿銀,劉杰平. 電網(wǎng)與清潔能源. 2009(02)
[10]基于Pro/E、Fluent軟件的風(fēng)機(jī)葉片造型及分析[J]. 崔彥彬,姚志崗. 煤礦機(jī)械. 2009(02)
碩士論文
[1]基于S823/S822翼型小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片氣動特性的數(shù)值模擬[D]. 馬鵬.廣西大學(xué) 2008
[2]機(jī)翼繞流的三維數(shù)值模擬[D]. 吳建軍.河海大學(xué) 2007
本文編號:2908729
【文章來源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
采用二階迎風(fēng)格式。連續(xù)性方程、各個(gè)運(yùn)動方程以及其他方程的計(jì)算收斂誤差均設(shè)定為lxe一。設(shè)置殘差監(jiān)視器以及升阻力系數(shù)收斂監(jiān)測窗口,直到全部收斂。圖3一6是NACA23O15、2.、、產(chǎn)、,產(chǎn)011‘Qd/‘、了、了t、(4)(5)(6)(7)(8)
圖3一11不同攻角下翼型表面壓力系數(shù)分布圖 F19.3一 11Pressureeoeffieientsdistributingontheairfoilunderdifferentangleofattaek由圖3一n可看出,當(dāng)翼型處于小攻角a<5o時(shí),翼型壓力面高壓部分集中在翼型頭部較小的范圍。當(dāng)攻角在5o一160范圍時(shí),翼型壓力面正壓力較高,吸力面負(fù)壓絕對值也較高,壓力面與吸力面的壓差較大,使得翼型具有較高的升力及升力系數(shù)。當(dāng)攻角在160一200范圍時(shí),翼型吸力面的負(fù)壓絕對值開始減小,同時(shí)壓力面正壓增加緩慢,壓力面與吸力面的壓差降低,翼型的升力系數(shù)也隨之降低。由流體力學(xué)理論可知,升力主要由翼型壓力面與吸力面的壓差造成的,摩擦力的影響作用很小,而阻力是由壓差阻力與摩擦阻力兩部分組成
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]NREL PhaseⅥ葉片氣動性能數(shù)值分析[J]. 范忠瑤,康順,王建錄. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2009(10)
[2]2MW風(fēng)電機(jī)組葉片氣動性能計(jì)算方法的研究[J]. 劉勛,魯慶華,訾宏達(dá),孫偉軍. 電氣技術(shù). 2009(08)
[3]風(fēng)力機(jī)定槳距和變槳距工況下葉片風(fēng)能利用特性分析[J]. 張明惠,雎剛,趙亮. 華東電力. 2009(07)
[4]湍流模型對風(fēng)力機(jī)葉片氣動性能預(yù)估的影響[J]. 劉磊,徐建中. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2009(07)
[5]小型變槳距風(fēng)力機(jī)的氣動優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 劉雄,李鋼強(qiáng),陳嚴(yán). 水電能源科學(xué). 2009(03)
[6]6種風(fēng)力機(jī)葉片翼型的氣動性能數(shù)值模擬研究[J]. 張果宇,馮衛(wèi)民,劉長陸,俞劍鋒. 可再生能源. 2009(02)
[7]旋轉(zhuǎn)效應(yīng)對風(fēng)力機(jī)葉片升力性能影響的研究[J]. 楊瑞,李仁年,李銀然,陳曉明. 甘肅科學(xué)學(xué)報(bào). 2009(01)
[8]NACA4415翼型失速特性的二維數(shù)值研究[J]. 曲立群,汪建文,朱德臣,吳克啟,高志鷹. 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(01)
[9]風(fēng)力機(jī)專用翼型發(fā)展現(xiàn)狀及其關(guān)鍵氣動問題分析[J]. 陳培,杜綿銀,劉杰平. 電網(wǎng)與清潔能源. 2009(02)
[10]基于Pro/E、Fluent軟件的風(fēng)機(jī)葉片造型及分析[J]. 崔彥彬,姚志崗. 煤礦機(jī)械. 2009(02)
碩士論文
[1]基于S823/S822翼型小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片氣動特性的數(shù)值模擬[D]. 馬鵬.廣西大學(xué) 2008
[2]機(jī)翼繞流的三維數(shù)值模擬[D]. 吳建軍.河海大學(xué) 2007
本文編號:2908729
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