H型垂直轴风力机设计参数分析研究
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小型H型垂直轴风力发电机气动性能分析的开题报告一、研究背景风力发电是一种环保、可再生的清洁能源,而小型H型垂直轴风力发电机具有结构简单、启动风速低、抗风能力强等优点,被广泛应用于各种户外设备中。
然而在一定的风速下,小型H型垂直轴风力发电机效率较低,气动性能研究的不足也是其发展的制约因素之一。
因此,对小型H型垂直轴风力发电机气动性能的分析研究,可以为提高其效率、优化其设计提供有力支撑。
二、研究目的本研究旨在通过理论和数值模拟方法,对小型H型垂直轴风力发电机的气动性能进行分析和研究,探索优化其结构设计和提高其性能的方案。
三、研究内容1. 研究小型H型垂直轴风力发电机的结构特点及工作原理;2. 建立小型H型垂直轴风力发电机的数值模型,仿真计算其气动特性;3. 分析小型H型垂直轴风力发电机的流动场特征、气动力特性等;4. 探索小型H型垂直轴风力发电机的结构优化方案,并仿真计算其性能提高效果。
四、研究方法本研究主要采用理论和数值模拟相结合的方法,具体包括:1. 理论计算和分析:通过数学方法和基本气动原理,分析小型H型垂直轴风力发电机的结构特点和气动性能。
2. 数值模拟:使用计算流体动力学(CFD)方法,建立小型H型垂直轴风力发电机的数值模型,采用标准k-ε湍流模型分析分析流动场特征、气动力特性等。
3. 实验研究:结合理论计算和数值模拟结果,设计并开展小型H型垂直轴风力发电机的实验研究,验证数值结果的可靠性。
五、研究意义本研究将为小型H型垂直轴风力发电机的设计和制造提供理论依据和数值分析结果,可以指导产品优化设计和性能提升,促进其在各个领域的应用和推广,推动清洁能源的普及与发展。
H型垂直轴风机参数对性能的影响H型垂直轴风机是一种新型的环保能源风机,在实际应用中,其性能因素的不同参数会对其整体性能产生影响。
本文将对H型垂直轴风机参数对性能的影响进行论述,并提出相应的分析和改进措施。
1.桨叶形状H型垂直轴风机桨叶的形状是影响其性能因素的重要参数之一。
桨叶的弯曲度、扭曲度、叶片面积、叶片倾角等都会影响风机叶片的力和转矩。
一般而言,桨叶弯曲度较大时,风机的起动转矩会减小,但桨叶扭曲度也应适当增加。
提高扭曲度可以使桨叶在转动过程中更好地适应风向变化,降低风能损失。
因此,在设计H型垂直轴风机时,应结合实际需要和使用环境合理选择桨叶形状。
2.叶片材料H型垂直轴风机叶片材料对其性能有着重要的影响。
叶片材料的选择应考虑多方面因素,比如强度、韧性、耐腐蚀性、自重等。
常见的叶片材料有纤维增强塑料、碳纤维材料、铝合金等。
选择合适的材料不仅能保证风机的耐用性和安全性,还能提高风机的性能。
3.桨叶角度桨叶角度是H型垂直轴风机的另一个影响其性能的参数。
适当调整桨叶角度可以提高叶片的气动效率,减小阻力损失。
但是,桨叶角度过大或过小都会影响风机的性能,导致风机转速过低或功率不足。
因此,在设计风机时应合理确定桨叶角度。
4.转子直径转子直径是H型垂直轴风机的重要参数之一,对其性能有明显影响。
转子直径较大时,风能利用率高,风机起动转矩小,稳定性好。
但同时也会增加风机自重和成本。
反之,转子直径较小时,风能损失较大,起动转矩大,但风机成本较低。
因此,在设计风机时应根据实际需要和使用环境合理选择转子直径。
5.桨叶数量桨叶数量是H型垂直轴风机另一个影响其性能的重要参数。
桨叶数量的选择要考虑到风机转速、风能利用率、起动转矩等各项因素。
一般来说,桨叶数量越多,风机转速越低,但风能利用率和稳定性越好。
相反,桨叶数量越少,风机转速越高,但风能利用率和稳定性越差。
因此,在设计风机时应综合考虑各方面因素,合理选择桨叶数量。
综上所述,H型垂直轴风机的性能因素受到多个参数的影响。
可再主能源Renewable Energy Resources第39卷第5期2021年5月Vol.39 No.5May 2021折叠式H 型垂直轴风力机设计与分析戴成军迅许波峰迅 汪亚洲2,王海良3,林世发2,蔡 新2(1.河海大学能源与电气学院,江苏南京210000 ; 2.河海大学江苏省风电机组结构工程研究中心,江苏南京210000 ; 3.新兴际华科技发展有限公司,北京100070)摘 要:轻便的风力机可以在野外环境下满足人们活动和生存的电源需求。
文章针对便携可折叠需求,提出 了一种便携折叠式H 型垂直轴风力机。
对风力机风轮参数和折叠机构进行了设计,采用双致动盘多流管模型对比分析了采用不同翼型的叶片气动性能,确定较优翼型。
运用双致动盘多流管模型算法计算叶片的极限载 荷,求解采用不同材料时叶片的重量,寻求适合便携式风力机叶片的材料。
对极限载荷作用下的折叠机构连接杆 进行静力学分析,保证风力机结构的设计安全性。
静力学分析结果表明:采用NACA0018翼型的叶片气动性能更优;材料选择PEEKST45CA30时,叶片重量最轻;在极限载荷作用下,设计的折叠机构连接杆满足安全要求。
关键词:垂直轴风力机;折叠;结构设计;气动性能;强度分析中图分类号:TK83 文献标志码:A 文章编号:1671-5292(2021)05-0637-060引言风能是一种洁净无污染、具有大规模发展潜 力的可再生能源。
按照发电机主轴方向进行分类,风力机可分为水平轴和垂直轴两种。
与水平轴风 力机相比,垂直轴风力机具有无需对风偏航、噪声低、制造和维护成本低等优点,是该领域的主要研 究方向。
垂直轴风力机分为升力型和阻力型两种, 与阻力型垂直轴风力机相比,升力型垂直轴风力机主要是利用翼型产生的升力做功,其启动力矩 较小、风能利用系数较大、安装简单、结构稳定叫主要有①型和H 型等。
目前,针对小型便携式垂直轴风力机的研究 较少,但其适用于长期驻扎野外环境的居民和工 作者,所以仍然具有较大的需求。
H型垂直轴风机参数对性能的影响H型垂直轴风机是一种新型的风力发电装置,它具有结构简单、运行稳定、噪音小等特点,因此备受关注。
H型垂直轴风机的性能受到多种参数的影响,包括叶片数、叶片形状、叶片倾角、转子直径等。
本文将针对这些参数对H型垂直轴风机性能的影响进行探讨。
叶片数是影响H型垂直轴风机性能的重要参数之一。
一般来说,叶片数越多,风机的转速越低,产生的扭矩越大,但是叶片载荷会增加,从而会影响风机的稳定性和寿命。
在选择叶片数时需要权衡转速、扭矩和载荷之间的关系,以实现最佳性能。
叶片形状也会对H型垂直轴风机的性能产生影响。
不同形状的叶片会影响风机的受力情况和气动特性。
研究表明,采用适当的叶片形状可以提高风机的起动性能和充分利用风能的能力。
在设计H型垂直轴风机的叶片时,需要充分考虑叶片形状对性能的影响,以实现最佳的风能利用效果。
叶片倾角是影响H型垂直轴风机性能的另一个重要参数。
合适的叶片倾角可以使风机在不同风速下都能保持高效率的工作状态,从而提高风能的利用率。
叶片倾角的选择需要考虑叶片受力和风机性能之间的平衡关系,以实现最佳的性能表现。
转子直径也会对H型垂直轴风机的性能产生影响。
大直径的转子可以在低风速下产生较大的扭矩,但同时也会增加风机的重量和成本。
在确定转子直径时需要考虑风速、功率和成本之间的关系,以实现最佳的性能表现。
H型垂直轴风机的性能受到多种参数的影响。
在设计和选择H型垂直轴风机时,需要综合考虑叶片数、叶片形状、叶片倾角、转子直径等参数,以实现最佳的性能表现。
还需要加强对这些参数影响机理的研究,为提高H型垂直轴风机的性能提供理论支持和技术指导。
相信随着研究的深入和技术的进步,H型垂直轴风机的性能将会得到进一步提升,为风能利用提供更多的可能性。
小型H型垂直轴风车叶片的设计分析张学忱;李山【摘要】Wind turbines (the windmill) is a conversion device that turn wind energy into mechanical energy, electrical energy or thermal energy. The vertical axis wind turbine has some advantages over the horizontal axis wind turbine. The small H-vertical axis wind turbine blades are analyzed. The load in different working environments are also analyzed. Stress calculation and checking methods are discussed. It can provide a reference for small H-vertical axis wind turbine blade design.%风力发电机(简称风车),是一种将风能转化为机械能,电能或热能的转换装置.比较了垂直轴风力发电机与水平轴风力发电机的优势后,对小型H型垂直轴风车叶片的进行了分析,给出了在不同工作环境中的载荷分析,并对叶片的应力计算及校核方法作了讨论,为小型H型垂直轴风车的叶片设计提供了参考.【期刊名称】《图学学报》【年(卷),期】2012(033)002【总页数】4页(P26-29)【关键词】风力发电机;垂直轴;叶片;载荷分析;校核【作者】张学忱;李山【作者单位】长春理工大学机电工程学院,吉林长春130022;长春理工大学机电工程学院,吉林长春130022【正文语种】中文【中图分类】TH122伴随着社会的发展,能源的供需矛盾日益突出。
1 引言无法准确预测风力机的非定常特性,涡方法能够有效地捕捉流场细节,但不适用于小速比范围内的计算[1],H型垂直轴风力机在较小速比范围内工作,其风轮外流场为非定常流动[2],应用目前已有的流管法 小型水平轴风力机有安全性能低、噪声大、结构复杂、成本高等缺点,使其在民用领域的发展受到限制。
与之相比小型H型垂直轴风力机具有低速性能好、噪声低、安全性高、对环境破坏小、结构简单、成本低廉等优点而受到研究者的青睐。
特别是近些年来,随着计算流体力学的发展,CFD技术在工程上得到大规模的应用,应用商用CFD软件已能快速准确模拟H型垂直轴风力机外部非定常流场,同各种不同类型风轮外流场,计算结果更直观,更准确。
针对小型H型垂直轴风轮,采用CFD技术进行研究已成为一种趋势。
气动性能的影响,为风力机研究及设计人员提供一些参考。
2 数值计算方法[3~6]2.1 控制方程对于所有流动的计算,一般都是通过求解质量方程和动量守恒方程来完成,当流动是湍流时,迎风差分格式离散对流项,利用移动网格技术,进行瞬态计算。
The Analysis of Aerodynamic Performance for Small H-Vertical Axis Wind Turbine Based on length of Blades Chord基于叶片弦长的小型H型垂直轴风机气动性能分析吴鸿斌 ABSTRACT Aiming at the small H-vertical Axis Wind Turbine with different length of blades chord, construct a CFD model for outside flowfield. Moving mesh technique is used to construct the model, the RNG models and the implicit Couple arithmetic based on pressure is selected to solve the transient equation. Curves for the aerodynamics performance of the wind turbine are got from the result. With the curves how the length of the blade chord affecting the aerodynamic performance of the small H-vertical Axis Wind Turbine is analyzed.KEYWORDS CFD; small H-vertical Axis Wind Turbine; utilization coefficient for wind energy; tip speed ratio摘 要 针对不同弦长下的小型H型垂直轴风轮模型,建立风轮外流场CFD(Computational Fluid Dynamic)模型,采用移动网格技术,选用RNG关键词 图1 垂直轴风力机基本结构 图2 简化后的3D风轮模型图3 简化后的2D风轮模型图1所示为H型垂直轴风力发电机结构简图,H 型垂直轴风力机实际结构较复杂,在进行CFD计算需要对其简化,风轮中连杆、转轴等构件对风轮周围的流场影响不大,在CFD建模时,可以简化掉,简化后的三维风轮模型如图2所示。
H型垂直轴风力机气动性能的研究的开题报告一、研究背景随着能源危机和环境污染日益严重,风能被认为是未来能源的潜力之一。
垂直轴风力机由于具有结构简单、可靠性高、可适应性强等优点,特别适合用于城市、山区、海岛等非平原地区。
H型垂直轴风力机由于其设计结构的特殊性,被认为是垂直轴风力机中一种比较优良的型号,目前在国内外得到了广泛应用。
考虑到H型垂直轴风力机的气动性能对其电气转换效率有重要影响,因此研究其气动性能具有重要的理论和实际意义。
二、研究目的本文旨在对H型垂直轴风力机的气动性能进行研究,重点关注以下目标:1.探究H型垂直轴风力机的气动特性,包括风速、转速、角度、气动力等参数与风力机性能之间的关系;2.对H型垂直轴风力机进行模拟计算和实验研究,验证气动特性和性能模型的正确性;3.提出改进措施和优化设计方案,提高H型垂直轴风力机的性能。
三、研究内容1.对H型垂直轴风力机的气动原理进行分析,并建立H型垂直轴风力机的气动性能模型;2.利用计算流体力学(CFD)软件对H型垂直轴风力机的气动特性进行数值模拟,并对比实验数据验证模型的正确性;3.在风洞中进行H型垂直轴风力机的实验研究,获取风力机的气动性能指标,较全面地分析其性能特点;4.通过对实验数据和计算结果的分析,提出改进措施和优化设计方案,提高风力机的性能表现。
四、研究方法1.理论分析:通过对风力机的结构及工作原理进行分析,建立其气动性能模型,并推导出气流场和气动力学方程;2.数值模拟:基于CFD软件,对H型垂直轴风力机的气动性能进行数值计算,通过对比实验数据的验证,进一步优化模型;3.实验研究:通过在风洞中对H型垂直轴风力机的气动性能进行测试,验证模型,并提出改进措施和优化设计方案;4.数据处理:将实验数据和数值计算结果进行比对和分析,总结H 型垂直轴风力机的气动特性和性能表现,提出改进建议和优化方案。
五、预期成果1.建立了H型垂直轴风力机的气动性能模型,并对其气动特性进行了详细的分析和研究;2.完成了H型垂直轴风力机的数值模拟和实验研究工作,得出了风力机的气动特性和性能指标;3.提出了改进措施和优化设计方案,提高了H型垂直轴风力机的性能表现;4.撰写了H型垂直轴风力机气动性能的研究论文,发表在国内外权威的学术期刊上。
H型垂直轴风机参数对性能的影响1. 引言1.1 H型垂直轴风机的基本原理H型垂直轴风机是一种新型的风力发电装置,与传统的水平轴风机相比具有更高的自适应性和稳定性。
其基本原理是利用风力驱动叶片产生扭矩,通过转子传输到发电机转子上,最终转化为电能输出。
相较于水平轴风机,H型垂直轴风机在风向变化时可以自动调整叶片位置,保持高效的风能利用。
H型风机的叶片采用对称结构,使得风机更加稳定且不易受到外部环境因素的影响。
H型垂直轴风机的基本原理包括叶片的设计、转子的结构、风向角的优化等关键点。
通过对这些原理的深入研究,我们可以更好地了解H型垂直轴风机的工作机制,为优化其性能提供理论依据。
本文将重点探讨H型垂直轴风机参数对性能的影响,以期为风力发电技术的进一步发展提供参考和指导。
1.2 研究目的研究目的的内容是指明本文的研究目的,即为了探讨H型垂直轴风机的参数对其性能的影响。
通过系统地分析风机叶片数目、叶片宽度和风向角、转子直径、叶片材料以及叶片扭转角等参数对风机性能的影响,旨在揭示各个参数对H型垂直轴风机性能的影响机制,为风机设计和性能优化提供理论依据和技术支持。
通过本研究,可以为提高H型垂直轴风机的效率、稳定性和可靠性提供参考,为推动清洁能源的开发和利用做出贡献。
通过总结不同参数的影响规律和性能优化建议,可以为工程师和研究人员在设计和运行H型垂直轴风机时提供重要的指导和帮助。
通过深入研究H型垂直轴风机的参数对性能的影响,可以不断提高风机的性能水平,促进新能源技术的发展和应用。
2. 正文2.1 风机叶片数目对性能的影响风机叶片数目对性能的影响是H型垂直轴风机设计中一个非常重要的参数。
一般来说,风机叶片数目的增加可以提高风机的风能利用效率和功率输出。
但是叶片数目增加也会导致风机自身的阻力增加,从而影响其性能。
在实际应用中,风机叶片数目的选择需要考虑多方面因素。
首先是风机的设计功率和工作条件。
一般来说,如果风机的设计功率较大,可以适当增加叶片数目来提高风能的利用效率。
H型垂直轴风机参数对性能的影响
垂直轴风机是一种利用风能转化为机械能的设备,它的主要组成部分包括叶片、轴承、发电机和控制系统。
风机的性能受到多个参数的影响,其中包括叶片形状、转速、材料
等。
叶片形状是影响垂直轴风机性能的重要参数之一。
对于H型垂直轴风机来说,其叶片
形状一般呈现出H字形,这种形状可以提供较大的扫面面积,从而有效增加风机捕获风能
的能力。
H型叶片形状还可以增加其结构的稳定性,提高风机的工作寿命。
转速是影响垂直轴风机性能的另一个重要参数。
较高的转速可以提高风机的输出功率,但同时也会增加风机的噪音和振动。
在选择转速时需要考虑风机所处环境的噪音限制和对
振动的要求。
转速还会影响风机的起动性能,较低的转速会降低风机的起动风速,从而减
少其发电能力。
材料选择也会对垂直轴风机的性能产生影响。
对于叶片而言,选择合适的材料可以提
高其强度和刚度,从而减小失效风险,延长使用寿命。
材料的选择还会直接影响风机的重
量和成本。
除了以上几个参数外,还有其他一些参数也会对垂直轴风机的性能产生影响。
风机的
高度和位置会影响风机所处的风场条件,从而影响其捕获风能的能力。
不同的机械结构设
计和控制系统也会对垂直轴风机的性能产生直接影响。
H型垂直轴风机的性能受到多个参数的影响。
在设计和选择风机时,需要综合考虑叶
片形状、转速、材料以及其他一些参数,以达到优化风机性能的目的。
还需要根据具体的
应用需求和环境条件进行合理的参数选择,以实现风机的高效工作和长期可靠运行。
H型垂直轴风机参数对性能的影响H型垂直轴风机是一种新型的风力发电设备,目前已被广泛应用于城市环保、供水、供电等领域。
对于H型垂直轴风机的性能影响因素因为各自设计的形式不同而有所不同。
为了深入了解H型垂直轴风机性能参数对其性能的影响,本文对H型垂直轴风机的主要性能参数进行研究分析,以期提高其风能利用效率。
1. 叶片数H型垂直轴风机的叶片数对其性能有很大的影响。
较少的叶片数量可以提高每片叶片的受风角度和叶片面积,提高叶片的相对速度和提高风力发电的效率。
但是叶片数量较少的风机对风速的适应性较差,尤其是在低风速时,不利于充分利用风能。
叶片数量增加可以提高风机对风速的适应性,但叶片之间的相互干扰导致阻力的增加,降低了整体转速和功率输出。
叶片长度是决定转速的重要参数之一。
适当的叶片长度对于风机的性能是至关重要的。
叶片长度较短时,在适中的风速下效率较高,但随着风速的增大,风机的效率会出现急剧下降;叶片长度较长时,转速较慢,适用于低风速区,但在高风速条件下,由于阻力增大,导致效率下降。
因此,在设计过程中应考虑风机的叶片长度。
构造合理的叶片形状对于提高风机的效率和降低气动噪声都有着重要的意义。
在叶片形状设计上,应充分考虑空气动力学的原理,尽量减少阻力,提高升力。
同时,在叶片上添加空气动力学形状的元素,如小翼片等,能够增大叶片的细胞面积,提高整个风机的转动效率和稳定性。
4. 齿距比齿距比是风机设计过程中非常重要的参数。
它是轴向距离(齿形的排列间隔)与齿形周长(齿形曲线的周长)之比。
齿距比与翼型性能相似,它可以提高风机的升力和转速。
但当齿距比过大时,会导致空气动力学效应的减弱和转矩的降低。
另外,齿距比还受风速因素的影响,因此在设计时应注意该参数与其他参数的相互协调。
总之,H型垂直轴风机的性能参数对这类风力设备的性能和效率有着重要的影响。
因此,在设计过程中,应结合叶片数、叶片长度、叶片形状和齿距比等因素,进行合理的优化设计,以达到更高的效率和更好的性能。
H型垂直轴风机参数对性能的影响【摘要】本文通过研究H型垂直轴风机的关键参数对性能的影响,旨在探讨如何优化风机设计以提高效率。
在叶片材料方面,选择合适的材料可以提高风机的耐久性和性能表现。
叶片数目的增加会提高垂直轴风机的叶片载荷和输出功率。
旋翼直径的增加会增加风机的捕风面积,从而提高转动效率。
风轮尺寸和桨距比的选择对于风机的输出功率和效率都有关键影响。
通过分析不同参数对风机性能的影响,可以为未来的风机设计提供参考。
建议未来的研究可以进一步探索更多参数的影响,以优化H型垂直轴风机的性能。
最终,通过不同参数的优化,可以提高风机的整体效率和稳定性,推动风能的更广泛应用。
【关键词】H型垂直轴风机、参数、性能、叶片材料、叶片数目、旋翼直径、风轮尺寸、桨距比、影响、结论、研究建议、展望、风能、风力发电1. 引言1.1 研究背景在H型垂直轴风机的设计和优化过程中,各种参数的选择会直接影响风机的性能表现。
叶片材料的选择影响着风机的耐久性和成本,叶片数目的设计决定着风机的受力情况和转动稳定性,旋翼直径和风轮尺寸则直接影响着风机的输出功率和转速范围,而桨距比的选择则关系到风机的整体效率和性能表现。
深入研究各种参数对H型垂直轴风机性能的影响,可以为优化设计提供重要参考,提高风机的整体性能和经济效益。
本文旨在探讨不同参数对H型垂直轴风机性能的影响,并提出进一步研究的建议,为该领域的发展提供一定的指导和借鉴。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨H型垂直轴风机的不同参数对性能的影响,从而提高风机的效率和性能。
通过分析叶片材料、叶片数目、旋翼直径、风轮尺寸和桨距比等参数在风机设计和运行过程中的作用,可以为优化风机结构和提高能量利用率提供理论依据和技术支持。
研究不同参数对风机性能的影响,可以为行业提供指导,促进H型垂直轴风机的应用和推广。
通过进一步研究不同参数的影响规律,可以为未来风机设计和优化提供更加准确和有效的参考,为推动风能行业的发展和进步做出贡献。
H型垂直轴风机参数对性能的影响
1. 叶片数
叶片数是影响垂直轴风机气动性能的重要参数之一。
一般而言,叶片数越多,垂直轴风机的转速越慢,叶片所能利用的风能也就越高,风机的起动风速也越低,但同时也会相应降低风机的整体效率。
因此,在选用叶片数时,需要综合考虑风机所在地的实际风速、机组成本和发电收益等因素。
风机叶片型状的差异直接影响着风机的气动性能。
一般而言,宽厚的叶片构造可以提高风机的扭转硬度,使得风机更难受到脉动风的冲击;而瘦长的叶片构造则可以减小风机自重,降低风机的起动风速。
同时,叶片前缘的圆度和后缘的掠角以及旋转圆锥角等参数也会对风机的起动风速和整体效率产生较大影响。
因此,在选用叶片型时,需要根据实际情况进行权衡。
3. 风轮直径
4. 风轮高度
5. 装置方式
垂直轴风机的装置方式对其性能有着直接的影响。
一般而言,卧地式的装置方式比起直立式的装置方式在起动风速上更有优势,但同时风机的单发电能力会降低,因此该种装置方式适用于风速较低的地区或是在缺乏确定的技术条件下采用。
而直立式的装置方式可以使风机叶片得到最大利用,从而提高机组发电效益,但其起动风速也会相应提高。
综上所述,H型垂直轴风机参数对性能的影响是多方面的,需要在具体的应用环境和实际情况下综合考虑,找到平衡点,以取得最优的发电效益。
H型垂直轴风力发电机气动性能研究发布时间:2021-06-24T10:04:30.063Z 来源:《建筑实践》2021年6期作者:李柏森[导读] 在风力发电行业快速发展的背景下,H型垂直轴风力发电机气动性能成为了研究热点。
李柏森中石化新星河南公司,河南郑州,450000摘要:在风力发电行业快速发展的背景下,H型垂直轴风力发电机气动性能成为了研究热点。
本文通过计算流体力学中移动网络技术的运用,计算风轮二维和三维流域模型的非定常分离流动数值,并在此基础上分析不同环境对风力发电机启动性能的影响,希望为相关行业提供借鉴。
关键词:H型垂直轴;风力发电机;气动性能引言:在风力发电领域,大型水平轴风力发电机依然占据主要位置,但随着科学技术的不断发展,垂直轴风力发电机大有取代水平轴风力发电机之势,究其原因,主要是这种发电机的结构较为简单、维护和启动风速要求低。
目前,研究此类发电机气动性能的方法被分为三种,其中数值计算法的应用最为普遍。
一、数值计算模型(一)研究对象本文以某电厂应用的H型垂直轴风力发电机为研究对象,该装置的风轮直径为,叶片高度为,叶片弦长为,叶片翼形为,其中,弦长处是叶片连接点的所在位置。
出于简化模型,控制计算成本和提高计算效率的考虑,在计算和模拟发电机气动性能时,需要去除支撑件、转动轴和连接法兰等部件,究其原因,主要是这些部件对风力发电机启动转矩的获取影响微乎其微[1]。
(二)建立计算区域的模型首先以H型垂直风力发电机为基础建立数值计算模型,其中,风力机叶片流动主要为外流,在模拟风轮机气动性能的过程中,静止区域主要被用于外部流场模拟,使静止状态得到保持。
为充分发展风轮产生的尾迹,需要在风轮上下风向倍和倍风轮直径处,分别设置入口和出口边界。
旋转区域模拟风轮所在区域,由1个圆形区域组成,该区域内部包含个叶片。
叶片对于风力发电机而言至关重要,属于发电机获取风能的重要部件,因此,需要通过网络加密的方式生成叶片处的计算网络,为风力发电机气动性能的准确计算,创造有利的条件。