垂直轴风力机的特性分析

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1、分类号：ＴＫ８学校代码：１０６９７密级：公开学号：２０１２２０６９２ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ硕士学位论文ＭＡＳＴＥＲ＇ＳＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ垂直轴风力机的特性分析学科名称：化工过程机械作者：李宇声指导老师：郑茂盛教授西北大学学位评定委员会二〇一五年西北大学学位论文知识产权声明书本人完全了解西北大学关于收集。、保存、使用学位论文的规定学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。本人授权西北大学可以将本学位论

2、文的全部或部分内、容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所等机构将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》或其士相关数据库。保密论文待解密后适用本声明。＾议学位论文作者签名：：明１／＿指导教师签名年｛月／口日年／月／Ｃ？日西北大学学位论文独创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果

3、，也不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢Ｖｙ－０学位论文作者签名：＾年７‘月日摘要随着传统能源（石油、煤矿等）的不断消耗，可再生能源的利用所受到的重视与日俱增。可再生能源包括风能、地热能、太阳能、生物质能和水能等，风能在新能源的开。发利用中占有极为重要的地位风力机是利用风能的主要工具，可将风的动能转化为风力机的机械能，再将机械能转化为我们日常所需的电能或者热能等，因此风力机的研发设

4、计是风能利用的最重要的研究部分。不同类型风力机各有其优点。本文以垂直轴阻力型风力机为研究对象，应用数值模拟方法，及流体力学相关理论，使用到ＳＳＴｌｆｏ瑞流模型、滑动网格技术、以及ＰＩＳＯ算法和ＱＵＩＣＫ差分格式，对垂直轴阻力型风力机的特性开展了数值模拟研究。主要工作内容如下：１、对不同的网格密度和计算区域大小进行了计算和分析，寻找出合适的计算模型，为后续的数值模拟计算奠定基础；２、针对三叶片、五叶片以及六叶片垂直轴阻力型风力机，分析了不同风速下叶片宽度、转速对风机功率以及风能利用系数的影响，并找到

5、了最佳值；３、针对五叶片风力机，分析了不同叶片宽度时叶片安装角度对风力机性能的影响，并找到了叶片安装角度的最佳值；４、通过分析速度云图、压力云图以及瑞动能云图，对比研究了每种风力机的气动特性。结果显示，当叶片安装角度为零时，同种叶片结构的风力机的最佳风能利用系数值随着叶片数量的增加而逐渐增大；通过改变叶片的安装角度，能有效的加强风能利用系数；对于半径为２ｍ的风力机，三叶片、五叶片、六叶片风力机的叶片宽度优化后分别为１．３２ｍ、０．８０ｍ以及０．７０ｍ。三叶片和六叶片风力机均在［Ｈ］叶片的边缘处产生

6、最大压差。：垂直轴风力机，，安关键词，数值模拟叶片宽度装角度，叶片数量ｉＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｅｎｅｒｇｙｏｉｌｃｏａｌａｎｄｓｏｏｎｔｈｅｕｓｅ（，），ｏｆｒｅｎｅｗａｂｌｅｅｎｅｒｇｙｇｅｔｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ｒｅｎｅｗａｂｌｅｅｎｅｒｇｙｓｏｕｒｃｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｗｉｎｄ，＇ｓｏｌａｒｂｉｏｍａｓｓ，ａｎｄｅｏｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒ．Ｄ

7、ｕｅｔｏｔｈｅｓｕｅｒｉｏｒｉｔｏｆＣｈｉｎａｓｗｉｎｄｅｎｅｒ，ｇｇｙｐｙ＾ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｗｉｎｄｅｎｅｒｇｙｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｎｅｗｅｎｅｒｇｙ．Ｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｉｓｔｈｅｍａｉｎｔｏｏｌｏｆｕｓｉｎｇｗｉｎｄｅｎｅｒｇｙ，ｗｈｉｃｈｃａｎｃｏｎｖｅｒｔｔｈｅｗｉｎｄｅｎｅｒｇｙｉｎｔｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｎｅｒｇｙａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃ

8、ａｌｅｎｅｒｉｎｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｎｅｒｅａｔｅｎｅｒ．，ｇｙｇｙ，ｈｇｙＴｈｅｒｅｆｏｒｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆｄｅｓｉｇｎｏｆｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｏ