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...     

高速风力机风轮侧偏调速设计计算与研究

根据多年的实践经验，作者对高速风力机风轮侧偏调速方式进行了全面的设计计算与研究。即：风轮侧偏力矩Mp及对应风速的计算；尾舵回位力矩Mh的计算；调速过程的力矩平衡与变化及影响Mp及Mh的结构参数的选择原则等。     

风力机风轮叶片振动特性分析

利用ANSYS软件,对20kW风力机的风轮叶片进行了有限元分析,得到了风力机风轮叶片上不同阶次的振动频率数据.这些数据可以为风力机运行的改善提供参考.     

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。     

大型水平轴风力机风能利用效率的估算探讨

由于水平轴风力发电机在运行时无法获得前方来流的速度,整机的风能效率和功率计算往往采用风轮后的风速来进行,因而在计算风轮的利用效率时产生很大的偏差。本文应用动量理论,通过对DEWIND-D8水平轴风力发电机风轮利用效率进行计算,获得了水平轴风力机风能利用的实际效率值和计算效率值偏差很大,同时指出了产生计算误差的理论原因。     

风力机叶片气动设计及Solidworks软件建模过程研究

为了解决风力机叶片设计以及利用设计数据建模的问题,阐述了风力机叶片气动性能设计计算的主要方法以及Visual C++软件对整个计算进行编程的过程,通过举例运算的方法对比分析相应数据,并运用Solidworks软件对风力机叶片进行建模,分析了各种叶片建模方法的利弊,得到了叶片精确建模的方式和方法.分析结果表明,基于叶素动量理论的设计计算技术能准确地完成叶片模型设计过程,叶片设计精确程度取决于叶素分段数的多少.     

基于复合形法的风力机桨叶优化设计

采用Glauert模型设计1.3 MW的风力机桨叶,采用修正的片条理论为气动计算模型,以风力机年能量输出最大为优化目标,提出以风力机年平均输出功率和叶轮实度为优化目标,采用复合形法搜索最优的桨叶气动外形.对比Glauert模型的初始设计,利用复合形法进行优化大大降低了桨叶弦长和扭角.     

椭圆叶片Savonius风力机叶轮气动性能数值计算

为提高 Savonius 风力机叶轮的风能转化效率,提出椭圆叶片 Savonius 风力机叶轮方案,并通过非定常流体动力学数值计算分析了不同尖速比下叶片扁度对叶轮的气动特性的影响。计算基于雷诺时均的 N-S 方程,湍流模型采用RNG k-ε模型,利用滑移网格技术模拟叶轮的转动,通过网格无关性和湍流模型验证分析验证所采用数值方法的有效性。研究结果表明：随着扁度减小,叶片最大力矩系数增加,而最小力矩系数减小;扁度为0.72的叶轮的最大平均功率系数最大(0.2650),相比常规Savonius叶轮增加5.84%。     

Hybrid configuration of Darrieus and Savonius rotors for stand‐alone wind turbine‐generator systems

The suitable hybrid configuration of Darrieus lift‐type and Savonius drag‐type rotors for stand‐alone wind turbine‐generator systems is discussed using our dynamic simulation model. Two types of hybrid configurations are taken up. Type A installs the Savonius rotor inside the Darrieus rotor and Type B installs the Savonius rotor outside the Darrieus rotor. The computed results of the output characteristics and the dynamic behavior of the system operated at the maximum power coefficient points show that Type A, which has fine operating behavior to wind speed changes and can be compactly designed because of a shorter rotational axis, is an effective way for stand‐alone small‐scale systems. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 150(4): 13–22, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20071     

风力发电与风轮机优化设计

介绍了世界风电的利用情况,提出了风轮机的工程优化设计方法,并创制了工程设计图,用这种图可以方便迅速地设计风轮机的主要尺寸。     

风场与风力机模拟系统的设计与实现

为了满足变速恒频风力发电技术的研究需要,提出了一种基于谱密度分析的自回归风速模型;并结合基于叶片微元受力分析的风力机转矩计算模型,设计了一套风场与风力机模拟系统。试验证明,该系统能够根据外部设定,结合主控制器指令,真实地模拟风力机在不同风况下的实际运行状态,同时驱动直流电机输出风力机模拟风轮转矩。该系统的实现,为实验室条件下研究风力机的运行提供了一套完整的解决方案,为风力发电技术的试验开发做出了现实铺垫。     

涡流发生器形状对风力机翼型气动性能的影响

为研究涡流发生器对风力机翼型DU97-W-300气动性能的影响,采用数值模拟方法对装有三角形、矩形、梯形3种形状和3 mm、5 mm、7 mm 3种高度的涡流发生器的风力机翼型进行了计算,得到了有效提升气动性能的涡流发生器形状和高度。研究表明:涡流发生器能有效控制翼型产生流动分离,增大失速攻角,提高升阻比;采用梯形涡流发生器的升力系数最大,旋涡耗散速度最慢,提高气动性能最好;高度7 mm的梯形涡流发生器有效抑制了流动分离,提高翼型气动性能最佳。     

风力机专用翼型发展现状及其关键气动问题分析

介绍了风力机翼型的设计要求和主要方法,提出了预测翼型气动性能的合理途径,探讨了二维翼型气动数据的三维旋转修正问题。     

风力机风轮模拟实验平台的设计

对于风力发电技术的研究,一套完整的风轮机输出特性模拟系统的建立是重要的环节,通过建立风速和风轮机转矩数学模型,利用组态王软件进行模拟,将信号传送给变频器来控制异步电机进而模拟风轮机的输出特性。实验结果表明,该模拟系统具有良好的动态性能和可行性,适用于风力发电系统的相关研究工作。     

基于器件的结温变化评估风机中参数差异对网侧变流器可靠性的影响

风电变流器的可靠运行是风能转换系统中的重要关注对象。然而现有文献评估器件结温对变流器可靠性的影响时,却没有重视结温波动的影响,以致往往高估了风电变流器的可靠性。该文基于永磁同步风力发电机工作的恶劣环境,分别从切入运行风速、额定风速、切除停机风速、开关频率及功率因数的变化,造成变流器中器件结温幅值及其波动差别的角度出发,利用Coffin-Manson器件可靠性评估模型,评估网侧变流器可靠性的差异。以1 MW风机结合实际风速数据为例进行分析论证,结果验证了理论分析的正确性。统计数据结果表明,额定风速及开关频率的变化对变流器可靠性的影响比较大。为了实现变流器的高可靠运行,风机宜在低风速切入运行,尽可能高的风速切除停机。     

关于风电叶片长度的设计及影响因素

论证了风电叶片的长度选取方法,并且分析了海拔高度和风资源对叶片长度的影响,指出风电叶片的长度设计必须进行收益和成本的比较。     

低噪声风洞的气动和结构设计

为了研究叶轮机械气动噪声及其机理,设计建造了一个低噪声风洞;在风洞的设计过程中,对其主要部件进行了详细的气动计算,给出了设计依据;风洞建成后,对风洞进行了流场和声场校测。结果表明:试验段最大风速可达到81m/s,湍流度低,背景噪声低,风洞流场品质达到了设计的要求。