兆瓦级H型垂直轴风力发电机气动设计方案的数值模拟研究

论文摘要

为解决兆瓦级H型垂直轴风力发电机气动设计过程中实验和数值模拟方面耗费巨大的问题,基于升力线模拟方法完成了兆瓦级H型垂直轴风力发电机的气动设计,并利用该方法研究不同垂直轴风力机翼型设计方案对整机气动性能的影响,研究结果表明:基元翼型选用NACA0015和NACA0018对称翼型能够获得更高的风能利用率;整机叶片造型方案中,前掠翼型性能优于直叶片,前掠翼型方案的最大风能利用率随掠角增大而小幅上升,完整旋转周期内的风能利用率则随掠角增加先增大后减小,且在掠角3°时可取到整体最大风能利用率;后掠翼型性能差于直叶片,风能利用系数随掠角增大而减小;前掠与后掠组合翼型方案性能稍好于直叶片,但不如前掠叶片;不同方案之间存在性能差异的原因可能在于不同翼型的叶片分离涡在竖直方向上的旋涡脱落顺序方面存在差异,其中上部较早脱落的前掠方案有助于风能利用系数提升,下部较早脱落的后掠方案则会对风能利用系数产生负面影响。

论文目录

• 引 言
• 1 研究对象
•   1.1 基本设计参数
•   1.2 翼型参数
•   1.3 叶片气动设计方案
•     1.3.1 带扭叶片
•     1.3.2 带掠叶片
• 2 研究方法
•   2.1 翼型分析与选型
•   2.2 整机流场数值模拟
•     2.2.1 计算域与边界条件
•     2.2.2 叶素离散
•     2.2.3 计算流程
•     2.2.4 数值模拟结果验证
• 3 结果与讨论
•   3.1 翼型气动性能比较
•   3.2 整机的气动优化
•     3.2.1 基元级气动性能
•     3.2.2 整机气动性能
•     3.2.3 流场分析
• 4 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 吴云柯,李志强,张志红,刘丽芳

关键词: 兆瓦级垂直轴风力发电机,气动设计,升力线模拟

来源: 热能动力工程 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 电力工业

单位: 北京航空航天大学航空发动机气动热力国防科技重点实验室

基金: 国家自然科学基金(51276008)~~

分类号: TM315

DOI: 10.16146/j.cnki.rndlgc.2019.06.021

页码: 155-164

总页数: 10

文件大小: 5517K

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