文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
基于面元法对风力机翼型设计方法的研究
姓名:张士昂
申请学位级别:硕士
专业:流体机械及工程
指导教师:李仁年
20090420
摘要随着科学技术的发展,能源需求的日益增大,环境保护问题也迫在眉睫。视。风力机发电是利用风能的主要形式,叶片是风力发电机吸收风能的重要元件,而翼型又是叶片的重要组成部分,因此,对风力机翼型的设计是当前风力机空气动力学研究的一个热点,也是风力机研究的基础。本文首先在分析国内外风电开发现状、风力机翼型的研究现状和设计方法以及面元法的研究状况的基础上,对风力机翼型的空气动力学的基本理论做了的升力系数和力矩系数,边界层层流部分用二方程计算求解、边界层的湍流部阻力系数用方程计算求解。最后,基于风力机翼型的无粘性流动机最佳翼型求解的限制条件和得到最佳翼型的初始翼型进行设定;其次将最大升力系数与最小阻力系数作为风力机翼型计算分析程序的目标函数,分别对攻角作为求解参数与攻角不作为求解参数两种工况下的最佳翼型进行了求解分析,通过求解分析得出最佳翼型的形状和相关气动解,并对不同工况下最佳翼型风能作为一种洁净的可再生环保能源以其独特的优越性越来越受到社会的重详细的介绍,包括风力机翼型的几何特性,常用的风力机翼型系列、各系列翼型的特点和空气动力学特性等,并对风力机翼型的数值计算方法做了归纳总结。其次,基于面元法对风力机翼型的无粘性流动模型和边界层模型的计算求解方程进行了推导。推导出来的无粘流动模型可计算无粘性流动产生的速度、翼型分用模型计算、边界层的转捩区域用判断标准来确定、最佳翼型的模型与边界层模型之间的双耦合过程,应用编写风力机翼型计算分析程序,对不同工况下的最佳翼型进行求解。在最佳翼型的求解过程,首先对风力形状参数的设定方法进行了总结。关键词:风力机;叶片;翼型;空气动力学;面元法兰州理工大学硕士学位论文
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作者竽名:承士昂日期:口夕年占月,/日日期:哆年厂月兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明∥日原创性声明学位论文版权使用授权书日期:矽年占月,/日取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本研究项目不包做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识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,允许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将本学位论文本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本研究项目的研究到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名导师签名
第滦髀引言世界能源结构开始经历第三次大的变革,即从煤炭、石油、天然气为主的能源系统开始转向以可再生能源为基础的可持续发展的能源系统。从二十世纪七十年代以来,各国政府和国际组织都相继投入了大量的资金用于可再生能源的开发。可且可循环往复使用的一类能源【卜。在众多的可再生能源中,风能以其明显的优越会随着其本身的转化和利用而减少哺“7缌Ψ⒌缡悄壳袄梅缒艿闹匾P问剑缌Ψ⒌绯∽盎婺A榛睿ㄉ柚芷诙獭<瓤傻ヌò沧埃挚啥嗵ò沧埃一年时间,而火电、油电、核电约需絣甑氖奔洹】。缌Ψ⒌绲木眯匀找嫣岣摺7绲绾突鸬缦啾龋淮嬖诮ǔХ俊⒃耸洹⒊灰等问题。和水电相比,不存在筑坝、淹地、移民等问题。发电后除折旧费和维护费外,不消耗燃料,无三废处理问题。其成本接近火电,低于油电、核电,从缌Ψ⒌缭谛履茉捶⒌缰屑际踝钗3墒欤ぜ圃诒臼兰停淄呒斗缌Ψ⒌缌Ψ⒌缁稚沧埃嫉孛婊佟<嗫叵低秤胨芎衔R惶澹由舷涫变压器其建筑面积约为风电场总面积的ィ溆喙愦笸恋厝钥晒┡⒘帧⒛潦褂谩随着人类社会的发展、科技的进步以及日益严重的资源和环境问题的挑战,再生能源主要是指太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能等资源丰富,性和发展潜力受到人们的青睐。风能是一种清洁、廉价、储量极为丰富的可再生能源,它与常规能源不同,在其利用过程中不会带来环境污染问题,其储量也不多种可再生能源利用技术中比较成熟。风力发电的优越性主要体现在以下五个方面:缒艽⒘糠岣弧>菔澜缙笞橹臣品治霰砻鳎厍蛏辖夭愕姆缒茏芰约为贙,如有ケ挥行Ю茫涂陕闳死喽阅茉吹囊G蟆N夜绷衫ǎ海岸线长,风力资源丰富,仅次于俄罗斯和美国,居世界第三位。据有关专家测算,我国风能理论可开发总量为贙导士晒┛7⒘,居世界首位。缒苁且恢纸嗑坏目稍偕匀荒茉础2淮