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叶片数及弦长对升力型垂直轴风力机的影响

可再生能源 2016年第12期34卷 1834-1840页

作者：徐林李学敏区家隽华中科技大学能源与动力工程学院湖北武汉430074

文章基于非对称翼型NACA4415,以功率系数为依据,以CFD仿真为手段,研究了在不同尖速比下叶片数与叶片弦长对升力型垂直轴风力机气动性能的影响,以及不同尖速比和叶轮实度不同时,垂直轴风力机功率系数的变化。研究结果显示,该类升力型垂... 详细信息

文章基于非对称翼型NACA4415,以功率系数为依据,以CFD仿真为手段,研究了在不同尖速比下叶片数与叶片弦长对升力型垂直轴风力机气动性能的影响,以及不同尖速比和叶轮实度不同时,垂直轴风力机功率系数的变化。研究结果显示,该类升力型垂直轴风力机叶轮实度取0.25~0.45,尖速比λ取2.5~3.4时,具有较高的功率系数。流场分析表明,当叶片弦长与叶片数的变化对流场的扰动能力小于垂直轴风力机从流场中获取风能的能力时,叶片弦长与叶片数的变化会增加垂直轴风力机的功率系数;反之,垂直轴风力机的功率系数降低。该研究为此类20 k W垂直轴风力机的设计与选型提供依据。

关键词：升力型垂直轴风力机非对称翼型叶片数弦长大小气动性能

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导叶式升力型垂直轴风力机的数值研究

可再生能源 2013年第10期31卷 53-56,61页

作者：黄娟赵振宙叶芬郑源河海大学能源与电气学院江苏南京211100 河海大学可再生能源发电技术教育部工程研究中心.江苏南京211100

分析传统H型Darrieus风力机整体气动特性低的原因,从改善风力机极小攻角处极差气动特性出发,提出一种在极小攻角处添加导叶的导叶式升力型垂直轴风力机。采用非定常RNG湍流模型和滑移网格技术,对导叶式升力型垂直轴风力机的空气动力场... 详细信息

分析传统H型Darrieus风力机整体气动特性低的原因,从改善风力机极小攻角处极差气动特性出发,提出一种在极小攻角处添加导叶的导叶式升力型垂直轴风力机。采用非定常RNG湍流模型和滑移网格技术,对导叶式升力型垂直轴风力机的空气动力场进行二维数值模拟。比较分析0°方位角导叶对叶轮流场、叶片表面压差系数及叶片力矩的影响。研究结果表明,导叶改善了叶片表面负压差区,使叶片表面压差系数提高了56.2%,叶轮转矩增加了25.4%,有效地提高了风力机整体气动性能。

关键词：升力型垂直轴风力机导叶极小攻角气动性能数值模拟

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变桨距提高升力型垂直轴风力机性能研究综述

能源研究与信息 2020年第4期36卷 194-200页

作者：许应桥孙晓晶上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

风能是世界存量大、绿色无污染的可再生能源之一。由于风力机旋转工况复杂,翼型的相对攻角变化剧烈,导致翼型容易失速,风机的风能利用率低。变桨距主动控制技术是目前最常用的提高升力型垂直轴风力机性能的方法。针对近年来变桨距技术... 详细信息

风能是世界存量大、绿色无污染的可再生能源之一。由于风力机旋转工况复杂,翼型的相对攻角变化剧烈,导致翼型容易失速,风机的风能利用率低。变桨距主动控制技术是目前最常用的提高升力型垂直轴风力机性能的方法。针对近年来变桨距技术的最新研究进展情况进行了综述。通过全面的文献检索和阅读,总结和阐述了不同变桨距控制策略的设计与实现方法,并分析了不同变桨距技术的优缺点。

关键词：风能升力型垂直轴风力机变桨距控制风能转化效率

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升力型垂直轴风力机翼型的选择

工程热物理学报 2012年第3期33卷 408-410页

作者：孙晓晶陆启迪黄典贵吴国庆上海大学上海市应用数学与力学所上海200072 上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072 南通大学机械工程学院江苏南通226600

目前升力型垂直轴风力机采用的翼型多种多样,为了研究不同翼型对升力型垂直轴风力机风能利用率的影响,本文采用计算流体力学软件和滑移网格技术对升力型直叶片垂直轴风力机进行二维流场的数值模拟。结果表明,对于升力型垂直轴风力机,当... 详细信息

目前升力型垂直轴风力机采用的翼型多种多样,为了研究不同翼型对升力型垂直轴风力机风能利用率的影响,本文采用计算流体力学软件和滑移网格技术对升力型直叶片垂直轴风力机进行二维流场的数值模拟。结果表明,对于升力型垂直轴风力机,当选择NACA0018翼型可以达到最高的风能利用率。

关键词：升力型垂直轴风力机叶片翼型风能利用率

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升力型垂直轴风力机翼型研究现状与展望

能源工程 2017年第2期37卷 37-42页

作者：刘鹏玮陈建徐洪涛卢玫上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

概括了国内外垂直轴升力型风力机翼型的发展现状,总结了目前应用最广泛的翼型及其设计参数对风力机性能的影响,提出了一些翼型研究所存在的问题,可为升力型垂直轴翼型的优化设计以及选型提供一定的参考。

关键词：升力型垂直轴风力机综述翼型 NACA系列翼型优化设计

被动变桨距对风致转动垂直轴风力机捕能性能影响

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机床与液压 2023年第19期51卷 9-16页

作者：张锦涛朱建阳田长斌闫阳阳武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学机器人与智能系统研究所湖北武汉430081

为了改善现有垂直轴风力机的启动性能和风能利用率,提出了一种基于齿轮连杆结构的被动变桨距结构,并利用运动学仿真软件ADAMS验证了变桨距机构的可行性;此外,还对流体求解器Fluent进行二次开发,编制了一套可有效求解被动变桨距垂直轴风... 详细信息

为了改善现有垂直轴风力机的启动性能和风能利用率,提出了一种基于齿轮连杆结构的被动变桨距结构,并利用运动学仿真软件ADAMS验证了变桨距机构的可行性;此外,还对流体求解器Fluent进行二次开发,编制了一套可有效求解被动变桨距垂直轴风力机和流体流动相互作用的计算程序,并在6 m/s的风速下分析不同变桨振幅对风力机捕能性能的影响。结果表明:所提出的被动变桨距机构能够提升风力机的启动性能,在±25°变桨振幅下风力机的风能利用率达到了17.633%。

关键词：升力型垂直轴风力机被动变桨距数值模拟对称变桨振幅

对称导流板对直叶片垂直轴风力机气动性能影响数值研究

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对称导流板对直叶片垂直轴风力机气动性能影响数值研究

作者：张运扬州大学

学位级别：硕士

升力型垂直轴风力机的工作原理与水平轴风力机的工作基本原理相同,相较于水平轴风力机、具有结构简单,无需对风等优点。由于叶片约有半周期处于尾流中,使得风力机的整体效率较低,相对于水平轴风力机其应用较少,对其流动机理的理论研究... 详细信息

升力型垂直轴风力机的工作原理与水平轴风力机的工作基本原理相同,相较于水平轴风力机、具有结构简单,无需对风等优点。由于叶片约有半周期处于尾流中,使得风力机的整体效率较低,相对于水平轴风力机其应用较少,对其流动机理的理论研究也较为滞后。近年来,随着多流管理论和数值模拟等研究手段的进步,垂直轴风力机的研究越来越受到重视。在风力机外围安装导叶、挡板等辅助机构,能够有效改善垂直轴风力机的气动特性。进一步研究分析整流挡板等辅助机构对风轮流场的影响机理,对于升力型垂直轴风力机的研究开发,意义重大。本文利用滑移网格技术,RNG k-ε紊流模型对垂直轴风力机进行二维数值模拟研究。从微观和宏观角度分析讨论导流对直叶片升力型垂直轴风力机叶片和叶轮流场,压差分布、力矩输出等方面的变化,探索提高风力机整体气动性能的有效途径。(1)本文首先从理论角度分析了直叶片升力型垂直轴风力机的工作原理。介绍数值模拟过程中运用到的物理模型、湍流模型、边界设置等计算方法。利用数值计算结果对单个叶片、叶轮的速度场、压力分布和输出转矩等流场特性进行系统理论分析。研究不同转速条件下(叶尖速度比),风轮的输出力矩,探索最佳运行工况,最后确定风力机的旋转速度为150r/min,叶尖速比为1.96。同时,与同类型垂直轴风力机的实验数据对比分析表明,数值模拟技术可行、精度可靠。(2)对安装导流板前后的升力型垂直轴风力机进行数值模拟计算。分析导流板对风力机内外流场的影响。在同一工况下从叶轮速度场分布、单个叶片压力场分布、叶片表面压差、叶片和叶轮输出力矩等角度对比分析导流板对风力机气动性能的影响。(3)采用控制变量法研究导流板出口与旋转叶轮的横向距离、纵向距离及导流板出口角对风力机的气动性能影响,对每种控制条件下,设置五种不同的方案。分析各种方案下的单个叶片、叶轮输出力矩特性,最终获得横向距离为60-100mmm之间、纵向距离为100-150mm之间,导流板出口角为20。-30°的优化方案。并对不同方案条件下的增效原理进行分析。

关键词：升力型垂直轴风力机整流挡板气动性能数值模拟优化设计