H型垂直轴风力机风轮气动性能分析

用FLUENT数值仿真软件,对H型垂直轴风力机的风轮进行了瞬态模拟计算,得到风力机在正常运行过程中的速度分布云图、压力分布云图和湍动能分布云图;据此分析了风轮在运行过程中的速度场、压力场等气动特性.结果表明,当外界来流风速从5 m/s增加到15 m/s时,最大压力差增加到原来的6.5倍.该结论可为垂直轴风力机的设计提供...     

垂直轴风力机叶片翼型的气动性能分析

风力机叶片翼型的气动性能决定了风力发电机组的功率及载荷特性,不同形状类型的叶片翼型具有一定的气动性能规律。为了提高风力机性能,以垂直轴风力机 NACA4409叶片翼型为例,采用XFLR 5程序对其气动性能进行数值模拟分析,结果表明选择适当的叶片翼型相对弯度对提升叶片翼型的气动性能效果显著。对高升力叶片翼型作为垂直轴风力机叶片翼型的可行性的探讨,结果表明,叶片翼型在正迎角范围内,气动性能优异,而在负迎角下的气动性能不理想。     

水平轴风力机风轮气动性能数值模拟

以某上风向定桨水平轴风力机风轮为研究对象进行数值模拟,采用不可压N-S方程和k-?棕 SST两方程湍流模型,数值模拟了不同风速下风力机风轮的流动特性。结果表明：随着风速的增大,靠近叶片中部截面最先发生失速。在此基础上,分析了叶片整体的压力与速度分布。     

导流式涡轮型垂直轴风力机流场分析

导流式涡轮型垂直轴风力机结构特点和气动性能倍受关注。利用Fluent软件进行数值模拟,提出结合当地风玫瑰图设计设置导流叶片的思路。数值模拟证明合理设置的导流叶片不仅可以有效降低或消除逆风区来流对叶片的直接冲击而造成的阻力转矩,而且还有助于增强顺风区来流对叶片的有效冲击。透彻研究导流式涡轮型垂直轴风力机复杂流场的气动特性,有助于垂直轴风力机性能的跨越式发展。     

基于流固耦合法的垂直轴风力机叶片翼型气动性能分析

为了使风力发电机组具有较稳定的工作性能,提高其风力机叶片翼型的使用寿命,对叶片翼型进行了强度分析。以NACA0015(对称翼型)叶片翼型为研究对象,对其建立了三维模型,设定了旋转域及相关边界条件,采用流固耦合方法,利用ANSYS-CFX软件对垂直轴风力机叶片翼型进行了气动性能分析。结果表明,在常温常压且风速10 m/s,转速80 r/min的工况下,位于叶片后缘处变形最大为3.961×10-4mm,不同位置变形量与厚度呈线性关系,适当增大叶片翼型后缘厚度的方法,能够增强叶片翼型的强度,使其具有很好的抗变形能力。因此,增加叶片翼型厚度可减小叶片翼型变形量,提高叶片翼型的使用寿命。     

不同弯度风力机翼型的气动性能数值模拟研究

作为风力机气动设计和运行优化的重要基础之一,风力机翼型气动性能分析的应用日益广泛.采用NUMECA数值模拟软件对风力机NACA4412翼型(弯度为4％)进行气动模拟分析,模拟结果与实验数据较为一致.在此基础上,对NACA2412、NACA4412、NACA6412 3种不同弯度翼型的升阻力系数、升阻比和其在攻角为8°和14°时的绕流情况进行模拟分析,发现相对于弯度较大的翼型,弯度较小的翼型更适宜运行在大攻角下.     

升、阻力混合型垂直轴风力机结构与性能的分析

介绍了升、阻力混合型垂直轴风力机的结构。通过对升、阻力混合型垂直轴风力机的性能测试及结构分析,提出此种风力机设计、制造时的要点。     

风力机叶片三维气动特性分析

应用FLUENT软件,采用三维计算流体动力学(CFD)方法对水平轴风力机叶片进行三维气动分析,得到不同风速下的功率曲线、各截面的压力分布图和叶片三维压力分布图,并与叶素动量理论(BEM)计算结果进行对比。结果表明大功率风力机叶片气动性能计算采用三维CFD理论更能反映叶片的实际工作情况。     

垂直轴潮流水轮机流场的三维数值模拟

为了研究流场的空间分布特点,建立了垂直轴潮流水轮机在水槽中的物理模型,采用Fluent软件中的滑移网格技术对模型的流场进行了三维数值模拟,分析了不同时刻不同截面上模型速度场的变化规律以及同一时刻不同直线上模型速度场和压力场的分布特点。结果表明,叶轮在水槽中旋转,所处位置不同,流场的分布有所差异,流动充分后,流场的变化具有周期性;叶轮内部速度场的变化最为紊乱,叶片周围的速度发生急剧变化;叶轮在旋转过程中产生漩涡,叶片迎流面的压力急剧上升,背流面的负压最为强烈。     

垂直轴风力机主轴结构优化设计

水平轴风力机是目前应用最广的风力机类型.但垂直轴风力机具有诸多水平轴风力机无法比拟的优良性能,并越来越收到人们的关注.主要介绍了垂直轴风力机及其发展情况,建立以圆筒式垂直轴风力机主轴重量最小为优化目标的数学模型,以iSIGHT为平台,对其主轴壁厚进行了优化设计,使主轴在满足强度和稳定性的前提下取得了显著的减重效果,大大降低了风力发电机组的成本.     

一种组合型垂直轴风力发电机的结构设计

通过介绍垂直轴风力发电机较之水平轴风力发电机所具有的优势,以及对比三种典型的垂直轴风力发电机翼型的优缺点,提出一种将S型和H型叶片通过超越离合器连接的组合型垂直轴风机构想.绘制出这种风力发电机的三维立体仿真图,阐述了其整体结构以及启动运转过程,从理论上分析了该风机比单一翼型风机所具备的优良性能.     

某兆瓦级水平轴风力机叶片气动设计和性能评估

基于片条理论,建立了水平轴风力机的气动参数和性能计算模型,并考虑了叶尖损失、叶根损失、叶栅影响和重载荷下对片条理论参数的修正。以此为基础设计完成了某1.5 MW水平轴风力机叶片的气动外形,并对其气动性能进行了评估,结果表明该风力机叶片气动性能达到设计要求,具有较佳的风能利用系数和运转特性。     

一种垂直轴风力发电机旋转同步机构研究

提出一种垂直轴风力发电机支撑轮旋转同步机构的设计方法,该方法适用于垂直轴风力发电机风轮通过两个或两个以上的支撑轮驱动,且每个支撑轮包含各自对应的发电机或旋转支撑的场合,可以有效地保证垂直轴风力发电机上下相邻两支撑轮之间同步运转,并保证不同支撑轮之间的位置误差始终在允许范围之内,且安装方便、运行可靠高、后期运维成本低,显著提高了垂直轴风力发电机的整体运行性能。     

基于时间推进自由尾迹法的水平轴风力机气动特性分析

建立适合于水平轴风力机气动特性分析的自由尾迹计算方法。该方法中,桨叶模型采用Weissinger-L升力面模型,转子自由尾迹的求解采用时间推进方法,数值求解方法采用4阶Adams—Moulton预估-校正算法以提高计算精度。应用所建立的方法对模型风力机处于轴向来流工况时的尾迹形状和气动特性进行计算,并与文献实验数据进行比较,验证了该方法的有效性。最后计算了来流风偏转和桨叶桨距角增加时尾迹形状的非定常畸变及气动载荷特性,得出一些有意义的结论。     

基于改进叶素动量理论的水平轴风电机组气动性能计算

综合考虑到风剪切、塔影效应、三维旋转效应的影响,本文对传统的叶素动量理论（bladeelementmomentum,BEM）进行改进,建立风电机组气动性能计算模型,基于该模型编制计算程序,以商用1．5MW风电机组为计算实例,计算出其在不同的风速、转速和桨距角配置下的轴向和切向气动荷载分布,以及推力、功率和风能利用系数,与传统BEM模型及风电设计分析软件FOCUS5计算值对比,验证了该模型的正确性和优越性。     

分布式垂直轴风力发电机的并网特性分析

研究了新型鹦鹉螺等角螺线型垂直轴风力机的发电以及并网特性.基于流体力学对于风力机的性能进行分析,根据空气动力学,分析计算了风力机的风能利用率及转矩等基本性能参数.根据垂直轴风力机在风场中得到的转矩特性,建立好对应的数学模型,使用改进步长后的最大功率跟踪控制,建立了垂直轴风力发电并网系统的模型,得到了仿真模型发电机的电压...     

分布式能源系统垂直轴风机特性的数值模拟与分析

研究了一种小型分布式能源系统用阻力型垂直轴风机(VAWT)的特性,在原有风机基础上,将风轮增加为两层。基于流体动力学(CFD)对风机性能进行计算,依据空气动力学原理,模拟风轮与空气的流固耦合作用,分析流场风速分布以及风机在不同旋转角度下的综合受力情况,根据转矩特性,在Matlab中建立风轮的数学模型,然后使用最大功率跟踪控制方法,建立风机发电系统的数学模型,从而仿真得到发电机的电压、电流等发电特性曲线。最后,与实测数据进行对比,验证了数值仿真和分析的正确性,为今后该类风机结构优化设计和效率提升提供了借鉴和参考。