水平轴马格努斯风力机叶片气动性能的研究硕士论文

《水平轴马格努斯风力机叶片气动性能的研究硕士论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文水平轴马格努斯风力机叶片的气动性能研究RESEARCHONAERODYNAMICPERFORMANCEOFHORIZONTALAXISMAGNUSWINDTURBINEBLADES吴金明哈尔滨工业大学2012年7月国内图书分类号：TK83学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文水平轴马格努斯风力机叶片的气动性能研究硕士研究生：吴金明导师：姚英学教授申请学位：工学硕士学科：机械制造及其自动化所在单位：机电工程学院答辩日期：2012年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIn

2、dex:TK83U.D.C.:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONAERODYNAMICPERFORMANCEOFHORIZONTALAXISMAGNUSWINDTURBINEBLADESCandidate：WuJinmingSupervisor：Prof.YaoYingxueAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalManufacturingandAutomat

3、ionAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：July,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要风能是一种非常有潜力的清洁的可再生能源，对其利用的规模也越来越大。水平轴翼型叶片风力机是最常用的风能转换设备，其风能利用率高，但翼型叶片形状复杂，加工成本高。因此一种基于马格努斯效应的马格努斯风力机得以受到人们的关注，该类型风机的圆柱叶片形状简

4、单，加工成本低，而且具有更大的升力系数，可以通过减小叶片弦长减轻风力机的重力载荷，但由于其升阻比低导致风力机的风能利用率低。为了提高马格努斯风力机的风能利用率，本文研究了改进圆柱叶片气动性能的方法并提出了一种组合叶片，能够有效提高马格努斯风力机叶片的升阻比，提高马格努斯风力机的风能利用率。本文首先研究了旋转运动减小绕流圆柱阻力的原因，在此基础上探讨了减小绕流旋转圆柱阻力的方法；分析了翼型头和尾翼对叶片气动性能的影响，确定了组合叶片的结构方案；制定了尾翼的具体尺寸对组合叶片气动性能影响的正交试验方案，最终确定了尾翼的最优尺寸。

5、根据得到的最优组合叶片形状，利用Fluent软件详细计算了周速比、雷诺数、风速、直径和攻角的变化对组合叶片气动性能的影响，得到了适合组合叶片截面的风力机叶片的设计方法。为了验证仿真结果的真实性，设计了组合叶片机械结构并进行了风洞实验，实验结果表明仿真结果与实验结果具有相同的变化趋势。综上所述，本文基于马格努斯效应提出了一种组合叶片，并通过仿真和实验分析了其气动性能。结果表明，组合叶片能够保持形状简单和高升力系数等优势，同时具有较高的升阻比，能够较大程度地提高马格努斯风力机的风能利用率，因此本论文的研究具有十分重要的理论价值和

6、实际应用价值。关键词：马格努斯；升阻比；气动性能；组合叶片-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheutilizationofwindenergyhasgrownfastinrecentyears.Asthekeypartofwindturbine,traditionalairfoilbladeexistsalotofproblem,suchasthedifficultmanufacturingprocess,highcostoftransportandmaintenance.Anothertypeofwin

7、dturbinewithrotatingcylinderbladebasedonMagnuseffectcan’tgetenoughCpasthelifttodragratioofthecylinderbladeisnothighenough.ThisthesisstudiedacombinedbladebasedonMagnuseffectwhichcanincreasethelifttodragratioofthecylinderbladethusincreasethewindenergycaughtbytheturbi

8、ne.Thethesisstudiedthereasonofadropofdragwhenthecylinderstarttorotateintheflowfield,andthemethodtofurtherreducethedragforceofrotatingcylinderwasd