垂直軸風力機氣動性能分析與優(yōu)化設計.pdf

1、隨著可再生能源在世界范圍內被重視程度不斷提高，風能作為其重要組成部分，以資源豐富、成本低、無污染等特點迅速進入人們的視線，并在短短幾年中，得到廣泛應用。
　　垂直軸風力機發(fā)電機組因其特殊結構，具有無需偏航，啟動性能好，安裝維護方便，且風能利用率具有提升空間等優(yōu)勢而引起研究者關注。
　　本文利用仿真模擬為主，理論分析為輔的研究方式，對垂直軸風力機葉輪的氣動性能進行了分析，并在此基礎上對垂直軸風力機的葉輪結構進行了簡單設計，同時

2、給出了垂直軸風力機整機的結構布置方案。
　　文章首先對垂直軸風力機葉片受力迸行了簡單分析，以此作為數值仿真模擬的理論依據，同時探討了CFD計算中的基本理論，為后文中湍流模型、離散方法、計算方法、運動區(qū)域處理方式的選擇提供了依據。然后對翼型主要特性進行了簡要介紹，并對初步設計的垂直軸風力機葉輪進行二維仿真模擬，根據計算結果分析其氣動性能以及來流風速、葉片數、弦長等相關因素對其氣動性能的影響。而后在二維模擬分析的基礎上對風力機參數進行

3、優(yōu)化，確定垂直軸風力機三維物理模型的基本參數，利用Fluent軟件進行仿真模擬，分析其周期性變化、同一時刻不同截面的流場分布和同一葉片在一個周期內的流場分布變化，同時結合計算數據對該垂直軸風力機的風能利用率進行了驗證。最后對垂直軸風力機其他重要結構進行了初步設計，對其材料選用和設計要點進行討論，給出了一套較為合理的整套裝置豎直安排的布局方案。
　　本文研究不僅有利于進一步了解垂直軸風力機的氣動性能，也為其風輪優(yōu)化設計和結構詳細設計