聚能—遮蔽升力型垂直轴风力机性能研究与样机设计

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本文回顾了垂直轴风力机设计的空气动力学理论,基于雷诺平均Navier-Stocks方程,采用二维非定常隐式解法,选用Splara-Allmaras湍流模型,空间采用二阶迎风格式离散,压力速度耦合采用SIMPLE算法,应用CFD软件Fluent,分析了直径为6.18m聚能-遮蔽升力型风力机的气动性能及影响气动性能的主要参数,结合正交优化设计方法,确定了Φ6.18m的聚能-遮蔽型垂直轴风力机二维模型参数。   本文基于数值模拟的方法对聚能-遮蔽型风力机自启动特性、风向敏感性、变工况功率特性等进行了分析和讨论;并分析了叶片安装角对风力机气动特性的影响,提出了变桨矩技术与聚能-遮蔽升力型风力机结合的设想,预测了其风能利用效率。   在CATIA软件环境中,对Φ6.18m功率为15KW聚能-遮蔽升力型垂直轴风力机及测试部分进行了结构设计;并对其关键结构进行了静载荷分析及有限元模拟:此外,还提出了样机性能测试的实验方案。本文对聚能-遮蔽垂直轴风力机的研究成果对其改进和推广具有一定的指导意义。
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