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风力机叶尖加小翼动力放大的数值模拟研究

贾瑞博

  本文研究的风力机叶尖加小翼,是在风力机的叶尖加一个V 型平板或S 型平板,通过改变风力机周围的流场特性,从而改变风力机性能——功率特性,压力、速度特性。目的是减少叶端漩涡,降低叶轮的流动损失,提高风力机的输出功率,将更多的风能转化为电能。本文利用计算流体软件FLUENT 对风力机及其加小翼后的动力放大性能进行了数值模拟,计算是基于N-S 方程,采用3 维稳态隐式解法;湍流模型选择k-ωSST 模型;离散方法为二阶迎风格式;压力-速度耦合采用SIMPLE 算法。模拟了小翼在不同长度和宽度;小翼的长度保持不变时,不同的前缘边和后缘边相对比例系数;小翼的不同的前张角和后张角时风力机稳定运转的状况,并得出了小翼形状和参数对风力机动力放大的变化规律,符合风力机理论变化的趋势。并和实验值进行比较,发现计算值和实验值有一定的误差,但是与实验值的变化趋势相同,表明小翼对风力机确实起到的动力放大的作用。随后对有小翼风力机和无小翼风力机的压力特性、速度特性进行了比较,得到了风力机叶尖加上小翼后,风力机叶端流场的变化。从而分析揭示小翼对风力机动力放大的原理。同时,通过对计算结果与实验值进行比较,可得风力机叶尖加小翼采用的计算模拟方法是正确可行的,为以后小翼的不同安装角和不同风向的模拟计算提供了依据。……   
[关键词]:风力机;叶尖小翼;数值模拟;CFD
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:内蒙古工业大学2005年