检索结果-内蒙古大学图书馆

太阳能学报 2011年第10期32卷 1533-1537页

作者：韩非非席德科西北工业大学航空学院西安710072

介绍了达里厄型垂直轴风力机风轮的设计方法,并选用NACA0012翼型进行了算例设计。考虑到风力机的实际运行方式,运用计算流体动力学软件Fluent对设计算例进行合理地建模和性能数值计算。计算采用了SIMPLEC算法、标准的κ-ε湍流模型和滑... 详细信息

介绍了达里厄型垂直轴风力机风轮的设计方法,并选用NACA0012翼型进行了算例设计。考虑到风力机的实际运行方式,运用计算流体动力学软件Fluent对设计算例进行合理地建模和性能数值计算。计算采用了SIMPLEC算法、标准的κ-ε湍流模型和滑移网格技术,并对数值计算结果进行了分析。结果表明,数值计算具有较好的准确性和可信度,可为达里厄型垂直轴风力机的改进设计提供参考。

关键词：达里厄型垂直轴风力机数值计算滑移网格风轮设计 Fluent

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新型高效垂直轴风力机风轮设计与实验研究

新型高效垂直轴风力机风轮设计与实验研究

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作者：李棣河南科技大学

学位级别：硕士

世界经济的快速增长对能源的需求量越来越大，这给自然环境和能源供应带来了双重压力。有限的不可再生的化石能源和严重的环境污染问题使得世界各国高度重视可再生能源的开发利用。而风能作为一种取之不尽、用之不竭的绿色能源具有良好... 详细信息

世界经济的快速增长对能源的需求量越来越大，这给自然环境和能源供应带来了双重压力。有限的不可再生的化石能源和严重的环境污染问题使得世界各国高度重视可再生能源的开发利用。而风能作为一种取之不尽、用之不竭的绿色能源具有良好的应用前景和开发潜力。目前，风力机发电是风能利用的主要形式。风轮是风力发电机产生动力的关键部件，它的风能转换效率的高低直接影响到风力机的性能。\n 本文在了解国内外风力发电机研究理论的基础上，系统总结了几种垂直轴风力机经典理论和设计方法并分析了各自的特点。提出一种不同于以往风轮的新型垂直轴风力机风轮——三叶风能传递腔式风轮，并应用空气动力学、流体力学理论，结合风力机理论，对其进行了结构设计和性能分析。运用计算流体力学CFD软件模拟风轮的流场，对新型风轮的流场特性进行了初步的仿真研究。为了验证理论计算和仿真结果，开展了风轮动力学性能和流场模拟试验。得出的主要结论有：\n 1. 证明利用三维CAD软件建立风轮几何模型是一种合理的建模方法。\n 2. 采用非结构的四边形网格，并在搭接竖板及气流通道口处细化网格，增加计算结果的精度，得到更为准确的仿真结果。\n 3. 仿真结果表明无论叶片处于任何角度，其叶尖处的速度矢量均发生改变，大小、方向随叶片的迎风位置而定；随着风轮的旋转，叶片周围的绕流特性发生变化，且气流通道附近的风压变化较大。\n 4. 实验结果表明叶片旋转到风轮轴转矩最大时，风轮的凹面腔作为工作面时都处于接收风能的最大态势。\n 这些研究结果对新型垂直轴风力机进一步开发具有一定价值和指导作用。

关键词：风轮设计风力机可再生能源空气动力学流体力学几何模型

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索—管结构风轮设计原理研究

索—管结构风轮设计原理研究

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作者：唐军同济大学土木工程学院

学位级别：硕士

风能是一种洁净的可再生资源，利用风能对建设节约型、可持续发展社会具有巨大的意义。利用风能的主要形式是风能发电机，但目前我国这方面的发展相对缓慢，风力发电成本高，而其中原因之一就是风能发电机的结构国产化水平低，结构成本... 详细信息

风能是一种洁净的可再生资源，利用风能对建设节约型、可持续发展社会具有巨大的意义。利用风能的主要形式是风能发电机，但目前我国这方面的发展相对缓慢，风力发电成本高，而其中原因之一就是风能发电机的结构国产化水平低，结构成本很高。目前，世界上巨形风能发电机主要是通过悬臂梁式风翼结构形式。悬臂结构不是较优的受力形式，结构比较费材，不经济。鉴于此，本文提出了一种新型的结构形式，即索—钢管空间结构，以减小结构的自重，降低其经济成本，提高风轮获取风能的能力，进而得到更合理的结构形式。\n 本文提出了新型索—管结构风力机，对新型风力机的主要组成部分以及具体实施方式进行详细的说明。参照传统风力机，对其进行简单气动设计，同时进行了风力机的结构设计，验证结构的可行性。\n 新型索—管结构总体上具有结构受力更加合理，空气动力效率提高，叶片可靠性、安全性和耐久性显著加强等特点。丰富了风力机的结构形式，为风力机的发展提供了新的思路。

关键词：索—管结构风力发电风能发电机风轮设计

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一种风力机风轮设计和优化方法研究

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西华大学学报（自然科学版） 2008年第4期27卷 46-49页

作者：杨瑞李仁年韩伟李德顺张士昂兰州理工大学

为保证风力机具有最大的风能利用系数,本文主要对水平轴风力机风轮的设计和优化方法进行了研究。通过对叶片翼型的弦长和扭角的优化计算,可以得出叶片的几何参数,包括叶片数、叶片各断面的翼型选择以及叶片根部的安装位置等。根据提出... 详细信息

为保证风力机具有最大的风能利用系数,本文主要对水平轴风力机风轮的设计和优化方法进行了研究。通过对叶片翼型的弦长和扭角的优化计算,可以得出叶片的几何参数,包括叶片数、叶片各断面的翼型选择以及叶片根部的安装位置等。根据提出的优化设计方法编制了相关软件,给出的算例说明了采用不同单一翼型设计的风轮在相应设计叶尖速比下的风能利用系数和轴向力系数的变化规律。

关键词：风轮设计水平轴风力机优化方法风轮气动性能

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H型垂直轴风力机风轮气动设计及气动性能研究

H型垂直轴风力机风轮气动设计及气动性能研究

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作者：姬永魁兰州理工大学

学位级别：硕士

垂直轴风力机与水平轴风力机相比，两者在设计方面虽然具有相同的理论基础，但气动性能却有很大的差异，垂直轴风力机不能完全采用水平轴风力机的设计方法进行设计。虽然国内外学者对影响垂直轴风力机气动性能的主要因素也进行过多方面... 详细信息

垂直轴风力机与水平轴风力机相比，两者在设计方面虽然具有相同的理论基础，但气动性能却有很大的差异，垂直轴风力机不能完全采用水平轴风力机的设计方法进行设计。虽然国内外学者对影响垂直轴风力机气动性能的主要因素也进行过多方面研究，但作为垂直轴风力机的设计理论和方法还很不完备。本课题利用已有的垂直轴风力机设计理论,初步设计风力机的各种参数，然后根据垂直轴风力机的理论模型编程计算，对参数进行优化从而提高风轮的气动性能，以达到设计要求；并利用数值模拟的方法对翼型以及风轮性能进行探讨，其主要内容包括： 1、根据相关的垂直轴风力机设计理论以及根据国外已有的翼型数据，初步确定风力机的叶片弦长、风轮直径、风轮高度、尖速比、翼型等风轮气动参数； 2、根据双多流管理论编辑Matlab程序，并与国外公布的性能曲线进行对比，验证其可靠性；利用所编程序对风轮参数进行计算，并对参数进行优化以使其满足设计的风力机性能要求；进而分析了风轮的高径比、叶片弦长变化以及叶片数量变化导致的实度变化对风力机气动性能的影响，为风轮气动参数的选取提供参考依据； 3、为了提高风力机CFD数值模拟计算精度，分析了不同湍流计算模型、不同边界条件、不同网格划分方法与不同雷诺数变化对风力机翼型气动性能参数计算精度的影响； 4、为分析直叶片垂直轴风力机流场特性，采用滑移网格技术模拟二维垂直轴风力机的非定常流场，得出风轮及叶片周围流体的速度分布情况，为风轮的设计提供参考；并与根据双多流管理论进行Matlab编程计算得出的气动性能结果进行对比分析。

关键词： H型垂直轴风轮设计非定常气动性能数值模拟

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风力发电机组风轮优化设计

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今日自动化 2021年第6期 76-77页

作者：刘敬波国电联合动力技术有限公司北京100039

随着社会经济的不断发展,各国对能源的需求也在逐渐增长,传统能源已经处于供不应求的状态,为了满足人们多样化的需求,我国开始开发新能源。风能属于清洁能源,能有效缓解环境污染的问题,使人与自然和谐相处。本文对风轮在风力发电机组的... 详细信息

随着社会经济的不断发展,各国对能源的需求也在逐渐增长,传统能源已经处于供不应求的状态,为了满足人们多样化的需求,我国开始开发新能源。风能属于清洁能源,能有效缓解环境污染的问题,使人与自然和谐相处。本文对风轮在风力发电机组的重要作用进行分析,明确风轮材料轮毂和叶片的属性,分别探究轮毂和叶片的优化设计模式。一方面要优化验证轮毂拓扑结构和减重结构、改进轮毂模型,另一方面要明确叶片常见的设计方法、确定设计参数、优化设计发电机组模型、构建叶片外形设计模型。这样能优化风力发电机组风轮的结构,提升应用效果。

关键词：风力发电机组风轮设计轮毂

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驱动热泵的垂直轴风力机风轮气动特性数值分析

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热科学与技术 2018年第3期17卷 246-252页

作者：赵斌马海鹏赵元星冯婧恒杨玉滢汪建文华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210 内蒙古工业大学风能太阳能利用技术教育部重点实验室内蒙古呼和浩特010051

根据风能热泵系统的工作环境及匹配特性,针对给定供热面积的系统各参数选取方法以及垂直轴风力机风轮设计进行了探讨,在此基础上初步完成了额定功率为300 W的风轮设计,并利用二维数值模拟方法对不同叶尖速比下的性能曲线进行计算,分析... 详细信息

根据风能热泵系统的工作环境及匹配特性,针对给定供热面积的系统各参数选取方法以及垂直轴风力机风轮设计进行了探讨,在此基础上初步完成了额定功率为300 W的风轮设计,并利用二维数值模拟方法对不同叶尖速比下的性能曲线进行计算,分析得到了额定风速9.00 m/s时,驱动压缩机的最佳风轮转速为350～375r/min。结果表明,300 W垂直轴风力机的输出特性可满足风能热泵机组的工作要求,该数值分析结果可为风能供热技术的应用示范提供理论支撑。

关键词：风能热泵垂直轴风力机风轮设计数值模拟性能分析

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5kW垂直轴风力机的气动性能分析

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兰州理工大学学报 2015年第3期41卷 64-69页

作者：杨瑞李金龙王婷婷夏巍巍兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学甘肃省风力机工程技术研究中心甘肃兰州730050

为了改善垂直轴风力机风轮流场的气动性能,分别利用双盘多流管模型及2维N-S方程的数值模拟方法对5kW垂直轴风力机的气动性能进行预测.两种方法得出的功率系数随叶尖速比变化相差不大,两种方法均可行.前者得出风轮上风区域和下风区域的... 详细信息

为了改善垂直轴风力机风轮流场的气动性能,分别利用双盘多流管模型及2维N-S方程的数值模拟方法对5kW垂直轴风力机的气动性能进行预测.两种方法得出的功率系数随叶尖速比变化相差不大,两种方法均可行.前者得出风轮上风区域和下风区域的流动阻滞效应随转子实度的增大而增强,且在下风区域表现的更为明显;后者得出在叶尖速比较低的情况下,风力机叶片周围有明显的涡脱落现象,在同一个叶尖速比下叶片转动到不同位置时风力机尾流速度场变化不大.

关键词：垂直轴风力机风轮设计双盘多流管模型气动性能分析流场仿真

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2MW风力发电机叶片气动外形设计及力学分析

2MW风力发电机叶片气动外形设计及力学分析

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作者：张皓新疆农业大学

学位级别：硕士

风机叶片是风力发电机的一个重要组成部件,叶片的外形和结构设计的优劣直接关系到了风机正常运行和发电小时数的保证,叶片需要仔细对外形进行气动设计从而能够用最小的成本获得最大的功率输出,风机外线的气动设计和内部的结构部分设计... 详细信息

风机叶片是风力发电机的一个重要组成部件,叶片的外形和结构设计的优劣直接关系到了风机正常运行和发电小时数的保证,叶片需要仔细对外形进行气动设计从而能够用最小的成本获得最大的功率输出,风机外线的气动设计和内部的结构部分设计两方面基本决定了风机运行有效性和可靠性。风机叶片总体设计主要包括风机外形气动设计和内部的结构设计两个主要方向,外形气动设计主要是从气动理论角度出发保证能最大限度的利用风能资源。本文在介绍了风机叶片使用材料的基础上,对风机叶片进行了力学分析,从动量-叶素理论出发,运用Wilson设计方法对叶片的气动外形进行了设计,获得了叶片的气动数学模型,通过仿真对叶片的气动性能与试验叶片的气动性能进行分析校验,验证了该种设计方法设计出的叶片动载荷在各个截面的应力值是优于试验叶片的,得出设计叶片是有效性和实用性,为工程实践中风机叶片的选型提供理论支持。

关键词：风机叶片叶片材料风轮设计叶片力学分析动量-叶素理论外形设计

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风力机气动特性及其安全控制

风力机气动特性及其安全控制

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作者：王菲东南大学

学位级别：硕士

作为典型绿色能源的风能，对于缓解能源危机、实现碳减排可发挥巨大的作用，风力发电已成为新能源中发展最快、最具有发展前景的一种发电方式。风轮是风电机组的关键部件，其性能直接影响风电机组的效率，因此，风轮的设计工作受到越来... 详细信息

作为典型绿色能源的风能，对于缓解能源危机、实现碳减排可发挥巨大的作用，风力发电已成为新能源中发展最快、最具有发展前景的一种发电方式。风轮是风电机组的关键部件，其性能直接影响风电机组的效率，因此，风轮的设计工作受到越来越多的重视。控制技术亦是风电机组的核心技术之一，是保证机组高效安全运行的关键。然而，目前大多数风电控制系统将控制焦点集中于输出功率，没有将风力机的安全纳入控制目标中，造成风电场安全事故频繁发生。因此，本文以风力机气动特性的数值模拟作为纽带，将叶片的应力变形融入控制系统，设计风力机安全控制器。对设计的风力机进行气动特性数值模拟，一方面可以为建立风轮模型提供转矩特性数据，另一方面可以为分析叶片的应力变形提供有效的气动压力数据。本文根据上述思路，主要进行了以下研究:\n 1、为深入理解风力机基础理论、提供气动特性数值模拟的模型参数，根据叶素动量理论作初步的风轮设计，设计出风轮各参数以及周围风场的结构;\n 2、根据设计的风轮建立三维模型，并采用Fluent软件对风力机在典型工况下进行气动特性数值模拟，得到了风力机的转矩和叶片气动压力分布特性，获取了叶片周围风速和不同截面处的压力分布特性，分析了叶片表面的动态失速以及叶尖损失对风力机的影响;\n 3、利用建立的叶片模型，首先采用Ansys软件对叶片结构进行模态分析，验证静力学分析的可行性，在此基础之上，利用数值模拟得到的叶片气动压力数据对叶片结构进行静力学分析，获取叶片应力变形的分布特性;\n 4、根据数值模拟得到的风轮转矩特性数据，采用BP神经网络建立风轮模型，并结合机理分析建模的方法，对整个风力发电机组建立仿真模型。在此基础之上，针对变桨距部分，设计传统PID控制器和模糊控制器，仿真结果表明，模糊控制器具有更高的控制品质;\n 5、针对目前风电控制系统存在的缺陷，提出新的控制方案，控制输出功率达到目标的同时，降低叶片的应力变形，以保障风力机的安全。本文首次将风力机叶片的应力变形特性与控制系统的设计相融合，设计风力机安全控制器。仿真结果表明，该策略虽然牺牲了一部分输出功率，但同时也大大减小了控制过程中风力机叶片的应力变形，保障了叶片的安全。此外，为提升风力机安全控制器的品质，采用多目标遗传算法对控制器参数进行优化，仿真结果表明，经优化后，控制品质明显提升，达到了风力机安全控制的要求。

关键词：风力发电风轮设计气动特性应力变形模糊控制安全控制多目标遗传算法

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