论文题目: 风力机叶片的非定常空气动力特性计算
论文类型: 硕士论文
论文专业: 流体力学
作者: 伍艳
导师: 王同光
关键词: 风力机,气动载荷,非定常空气动力学,动态失速,三维旋转效应,分离流,分离延迟
文献来源: 南京航空航天大学
发表年度: 2005
论文摘要: 风力机的非定常空气动力特性和三维旋转效应是目前风力机气动特性计算中最具有挑战性的研究内容。本文的研究将这两者结合起来,给出考虑旋转影响的风力机非定常气动特性的计算方法。 当风轮进入紊流状态时,对经典的动量—叶素理论加以修正,修正后的计算结果为非定常和动态失速模型提供输入的气动参数。以 Leishman-Beddoes 模型为基础,对动态翼型气动特性分为非定常附着流、非定常分离流和动态失速三个部分进行模拟。在旋转的作用下,流动分离向下游延迟,结果大大改变了风力机叶片的气动特性,本文将给出考虑旋转的风力机叶片非定常气动特性的计算方法。在叶片表面边界层的理论分析基础上结合计算结果,提出三维旋转效应对叶片表面的紊流边界层的分离影响的解析表达式,使得考虑三维旋转效应的计算大大简化;将三维旋转效应模型耦合于非定常空气动力与动态失速模型中,并通过适当的气动假设,从而计算三维旋转效应下风力机叶片的非定常法向力、弦向力和俯仰力矩等空气动力特性。 最后,本文将风力机叶片在不同风速、侧偏角时的气动载荷计算结果与实验结果进行了比较和分析,结果表明,考虑旋转效应改进了风力机气动载荷的计算,总体上与实验值吻合得较好。由于本文的方法计算快速、简便,因此它不仅能够用于风力机叶片的非定常气动特性计算,还可耦合于风力机的结构、动力学和噪音的计算和分析,为其提供可靠的气动输入。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究目的
1.2 研究现状
1.3 本文主要工作
第二章 动量叶素理论
2.1 引言
2.2 动量—叶素理论
2.2.1 经典的动量—叶素理论
2.2.2 修正动量—叶素理论
2.2.3 风轮叶片气动特性的计算
2.3 侧偏风况下水平轴风力机的气动特性计算
2.3.1 诱导速度因子的计算
2.3.2 作用在叶片和风轮上的气动载荷
第三章 非定常气动和动态失速模型
3.1 引言
3.2 附着流气动特性的模拟
3.3 分离流气动特性的模拟
3.3.1 前缘分离
3.3.2 后缘分离
3.4 动态失速气动特性的模拟
3.5 模型的耦合
第四章 三维旋转效应模型
4.1 引言
4.2 三维旋转效应的分析计算方法
4.2.1 三维边界层方程
4.2.2 边界层方程的积分形式
4.2.3 层流边界层积分方程数值求解
4.2.4 紊流边界层积分方程数值求解
4.3 考虑三维旋转效应的分离点模型的建立
第五章 三维旋转效应与非定常动态失速模型的耦合
5.1 引言
5.2 考虑三维旋转效应时叶片的非定常模型
5.3 三维旋转效应对叶片非定常气动载荷的修正
第六章 计算结果与讨论
第七章 结论与展望
致谢
在学期间的研究成果
参考文献
发布时间: 2005-07-08
参考文献
- [1].兆瓦级风力机叶片初步设计中的多学科优化设计方法研究[D]. 刘伟江.浙江工业大学2011
- [2].大型风力机叶根载荷特性及联接设计研究[D]. 邓新丽.新疆大学2012
相关论文
- [1].风力机叶片的动力学特性分析及分形特征研究[D]. 张承东.天津工业大学2007
- [2].水平轴风力机叶片翼型的气动特性研究[D]. 苏明军.辽宁工程技术大学2007
- [3].风力机叶片设计和颤振分析[D]. 刘虎平.西北工业大学2005
- [4].风力机旋转叶片动力特性及响应分析[D]. 信伟平.汕头大学2005
- [5].水平轴大功率高速风力机风轮空气动力学计算[D]. 张玉良.兰州理工大学2006
- [6].风力机专用新翼型及其气动特性研究[D]. 黄继雄.汕头大学2001
- [7].风力机叶片设计和稳定性分析[D]. 刘晓燕.西北工业大学2004
标签：风力机论文; 气动载荷论文; 非定常空气动力学论文; 动态失速论文; 三维旋转效应论文; 分离流论文; 分离延迟论文;