新型鏈傳動(dòng)式風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能的數(shù)值模擬.pdf

1、鏈傳動(dòng)式風(fēng)力機(jī)作為一種新型風(fēng)能獲取裝置,與水平軸風(fēng)力機(jī)相比,有風(fēng)能利用效率高、葉片力學(xué)性能好、安裝方便、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn),有廣闊的應(yīng)用前景,但其氣動(dòng)性能還有待于深入研究。認(rèn)識(shí)鏈傳動(dòng)式風(fēng)力機(jī)流體動(dòng)力學(xué)機(jī)理,對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化研究,以此獲得更高的動(dòng)力特性,為其今后推廣使用奠定基礎(chǔ)。流體數(shù)值模擬計(jì)算相對(duì)于實(shí)驗(yàn)研究有很獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),比如成本低,周期短,能獲得完整的數(shù)據(jù),能模擬出實(shí)際運(yùn)行過程中各種所測(cè)數(shù)據(jù)狀態(tài),對(duì)所測(cè)對(duì)象的變化趨勢(shì)能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出來,能

2、夠減少實(shí)驗(yàn)室測(cè)定試驗(yàn)的數(shù)目,縮短設(shè)計(jì)過程,減少產(chǎn)品研發(fā)成本,對(duì)于設(shè)計(jì)、改造和研發(fā)工作起到重要的指導(dǎo)作用。本文用計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent對(duì)新型鏈傳動(dòng)式風(fēng)力機(jī)在不同攻角、不同風(fēng)速工況下進(jìn)行三維流場氣動(dòng)性能的數(shù)值模擬,仿真整機(jī)和葉片氣動(dòng)流場流態(tài),觀察整機(jī)及其葉片表面壓強(qiáng)分布、流速分布、流速矢量等流態(tài)圖,并計(jì)算新型鏈傳動(dòng)式風(fēng)力機(jī)風(fēng)能利用系數(shù),與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較,驗(yàn)證風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能數(shù)值模擬的可靠性。本文針對(duì)鏈傳動(dòng)式風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能的特點(diǎn),提出了簡

3、化可行的數(shù)值計(jì)算思路,經(jīng)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證,數(shù)值模擬計(jì)算可以得到與實(shí)驗(yàn)相符的風(fēng)能利用系數(shù)受風(fēng)速影響的變化規(guī)律。對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行分析討論,觀察其葉片表面壓強(qiáng)分布、流速分布、流速矢量等流態(tài)圖,直觀并定量的認(rèn)識(shí)和觀察葉片和整機(jī)氣動(dòng)特性和流動(dòng)現(xiàn)象,以及其壓力、流速等重要?dú)鈩?dòng)參數(shù)的分布特點(diǎn),為該裝置結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化奠定模擬計(jì)算分析基礎(chǔ)。新型鏈傳動(dòng)式風(fēng)力機(jī)在8m/s以下的風(fēng)速范圍內(nèi),葉片變形量很小,故在數(shù)值模擬計(jì)算過程中可以簡化為理想的平板葉片,由于