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水平轴风力机叶片翼型的气动特性研究

作　者: 苏明军
导　师: 李文华
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 流体机械及工程
关键词: 风能资源风力机湍流模型有限体积法襟翼增升
分类号: TK83
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 733次
引　用: 7次
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内容摘要

水平轴风力机是当前应用最有效的风力发电装置,为了提高风力机的风能利用效率,缩短叶片的研发周期;本文首先采用计算流体力学软件—FLUENT,对传统水平轴风力机使用较多的NACA63-215翼型进行数值模拟,得出该翼型的气动特性,以及翼型几何参数、马赫数和雷诺数对气动性能的影响;然后计算了翼型添加45°襟翼和Gurney襟翼时的升阻力特性。数值模拟结果表明,在风力机翼型尾部添加45°襟翼和Gurney襟翼,均能够提高翼型的最大升力系数和有效升力系数;对于Gurney襟翼而言,其增升效果与其高度密切相关。分析结果表明,添加襟翼是一种方便、有效的风力机翼型增升方法。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-16
  1.1 国内外风力发电的发展状况  9-13
    1.1.1 国外风力发电的发展状况  9-11
    1.1.2 国内风力发电的发展状况  11-13
  1.2 国内外水平轴风力机翼型的研究状况  13
  1.3 论文的现实意义  13-14
  1.4 论文的研究内容  14-16
2 风力机的基础理论  16-29
  2.1 风力机的发展状况  16-18
  2.2 风力机的能量转换过程  18-22
    2.2.1 风能的计算  18
    2.2.2 Betz 理论  18-20
    2.2.3 风力机的特性系数  20-22
  2.3 翼型的基本理论  22-25
    2.3.1 翼型的几何参数  22-23
    2.3.2 作用在旋转叶片上的气动力  23-25
  2.4 NACA 翼型族  25-28
    2.4.1 NACA 四、五位数字翼型族  25-26
    2.4.2 NACA 层流翼型  26-28
  2.5 NACA 翼型在风力机上的应用  28-29
3 流动的数值模拟方法  29-42
  3.1 流动控制方程  30
  3.2 湍流模型  30-36
    3.2.1 湍流数值模拟方法  31-33
    3.2.2 各种湍流数值模拟方法比较  33-36
  3.3 有限体积法  36-42
    3.3.1 通用变量方程  37-39
    3.3.2 有限体积法的基本思想  39-40
    3.3.3 有限体积法的特点  40-42
4 风力机翼型的气动特性分析  42-62
  4.1 流场的数值模拟  42-44
  4.2 流场数值模拟结果与翼型气动特性  44-50
  4.3 翼型几何参数对气动特性的影响  50-54
  4.4 马赫数和雷诺数对翼型气动特性的影响  54-55
  4.5 翼型襟翼增升方法的探讨  55-62
    4.5.1 翼型添加45°襟翼时的气动特性  55-57
    4.5.2 翼型添加 Gurney 襟翼时的气动特性  57-62
5 结论与展望  62-63
  5.1 结论  62
  5.2 展望  62-63
攻读硕士学位期间发表的学术论文  63-64
致谢  64-65
附录  65-68
参考文献  68-70

水平轴风力机叶片翼型的气动特性研究

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