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水平轴风力发电机叶片气动性能分析界面设计文献综述

 2020-08-05 10:08  

水平轴风力发电机叶片气动性能分析界面设计文献综述 1、 前言 大自然提供的风具有地域分散、能量密度低、 不稳定的特点,风力机在野外恶劣环境下 连续运行,对其安全性、可靠性提出了极高要求。

风力发电机叶片是整个风机中最为关键的部分,约 占整机成本的 20%~ 30%左右 ,其性能优 越与否关系到发电机的成本、寿命以及发电功率的 捕获。

此外,风力机的叶片作为获取风能的关键部件,它的气动性能和结构性能直接决定风力机的工作效率和运行寿命。

风力发电所涉及的空气动力学 问题,主要就是风力机叶片的空气动力学问题,包括风力机叶片的气动设计和气动性能计算。

其中气 动性能计算是非常关键的工作,它为气动设计结果 提供评价和反馈,并为叶片的结构设计提供气动载 荷等原始数据。

气动性能计算的准确性,直接影响 叶片的气动性能和结构安全,从而影响风力机的运 行效率和运行安全。

随着风力机向大型化的发展,叶片整体的气动性能和结构性能研究也变得更为重要。

传统的气动 性能模拟方法很难对三维非稳态旋转流动进行准确 预估,且风洞实验也面临尺寸、及雷诺数效应模拟 上的困难,所以应用先进的数值方法对三维叶轮的 流动进行模拟,准确地模拟出不同工况下流场中的 各种细节,获得更多的流动特性,对流动机理的分析及风力机的研发工作等有很大的实际意义。

2、 正文 (1) 国内外研究发展现状 风力机气动优化设计可分为两部分进行,首先进行理论最优设计,然后对理论优化结果进行适当修正,决定桨叶的弦长和安装角分布。

早期的理论优化设计方法是由动量一叶素理论 发展为考虑风轮气流诱导转动的Wilson法和Glauert修正法,虽其理论模型已相当成熟,但由于气动问题的复杂性及研究条件的限制,许多问题至今还没有得到解决。

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