鏈傳動式風能轉換裝置流場數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來,為了應對能源挑戰(zhàn),風力機技術的研究和應用日新月異,不僅傳統(tǒng)風力機獲得了很大的提升,新型風力機也不斷地涌現(xiàn)。新型風力機可以應用于一些不太適合使用傳統(tǒng)風力機的場合,因而也受到研究人員的重視。本課題研究的鏈傳動式風能轉換裝置是一種全新款式的風力機。文中首先對新裝置的特點及工作原理進行了全面介紹與深入分析,并與傳統(tǒng)的水平軸風力機和垂直軸風力機做了對比,目的是找到新裝置的特征為后面的數(shù)值模擬打下基礎。推動風力機技術的發(fā)展,離不開理論、實驗

2、和數(shù)值計算方面的研究。本文在前人實驗研究的基礎之上,著重研究新型風力機整機的流場特性。首先利用商用有限元軟件ANSYS,模擬計算了運行中新型風力機柔性葉片的形狀;然后把變形后的葉片的幾何形狀輸入GAMBIT軟件建模,最后用計算流體動力學商用軟件FLUENT來模擬風力機的流場。得到了新型風力機的流速矢量場,靜壓、動壓和全壓場,以及流線圖譜,并計算出了某一選定工況下的升力和阻力。在此基礎上,對新型風力機的外流場作了初步的研究,找到了它的一些

3、流動特點,并從流場的角度解釋了該新型風力機在實驗中表現(xiàn)出來的一些特性。展示出數(shù)值模擬的獨有價值。最后還嘗試從流場的角度來完善該風力機的結構設計,使其有更好的流動特性,進一步提高它的動力性能。研究表明,數(shù)值模擬結果和實驗數(shù)據(jù)一致,證明選用的技術方案是正確的,數(shù)值模擬研究的方法是可行的。數(shù)值模擬的結果豐富了本課題研究的鏈傳動式風能轉換裝置的認識,增加了對其工作原理的理解。本文的工作成果可以為鏈傳動式風能轉換裝置的進一步的研究和開發(fā)打下基礎。