基于馬格努斯效應(yīng)的風力機葉片流場的數(shù)值模擬.pdf

1、當前在傳統(tǒng)能源日漸匱乏和環(huán)境問題越發(fā)嚴重的壓力下，開發(fā)可再生的綠色能源已經(jīng)成為了各國的未來能源戰(zhàn)略的必然方向。而作為可再生能源形式的風力發(fā)電，不但清潔無污染，而且是可再生能源發(fā)電技術(shù)中最成熟和最具規(guī)模開發(fā)條件的發(fā)電方式之一，已受到世界各國的歡迎和重視。目前，風力發(fā)電機是風能利用最主要的形式，在風力發(fā)電機中最關(guān)鍵的部件是葉片。葉片的結(jié)構(gòu)直接決定了風能利用的效率，因此葉片的構(gòu)型設(shè)計和氣動性能就一直是研究的焦點。葉片設(shè)計成功與否直接決定了風力

2、機設(shè)計的成敗。但是，我國在葉片研究領(lǐng)域起步較晚，還不具備自主研發(fā)的實力；而國外發(fā)達國家基于技術(shù)壟斷的考慮，長期對我國的葉片設(shè)計進行技術(shù)封鎖，所以在我國開展葉片的研究是很有必要的。
　　本文提出了一種基于馬格努斯效應(yīng)的風能葉片的新構(gòu)型，并對馬格努斯葉片的力學模型、翼型的氣動性能和葉輪的空氣動力學等方面進行了相關(guān)的研究。
　　首先，以動量理論、葉素理論和伯努利方程等基本理論為基礎(chǔ)，利用風力機葉片設(shè)計的基本理論和貝茨模型推導(dǎo)出了馬

3、格努斯葉片的空氣力學模型。
　　在Fluent中完成了翼型的二維數(shù)值模擬，得到了影響翼型氣動性能的規(guī)律，運用Matlab對求得的翼型各離散工況下的性能參數(shù)進行處理，經(jīng)過插值得出了翼型的氣動性能，并比較了馬格努斯翼型與傳統(tǒng)翼型各自的性能特性。
　　然后，繼續(xù)對風輪的運轉(zhuǎn)進行了三維動態(tài)數(shù)值模擬，分析了葉片流場的運動規(guī)律和流場分布的情況，為進一步改善葉片的性能提供了方向，并利用正交實驗直觀分析和方差分析的方法，得到了葉片的各個結(jié)構(gòu)

4、參數(shù)對葉片空氣動力性能的影響規(guī)律，之后將馬格努斯葉片的受力和性能參數(shù)與傳統(tǒng)翼型氣動性能進行了對比，指出了馬格努斯葉片廣闊的發(fā)展前景。
　　最后，根據(jù)馬格努斯葉片結(jié)構(gòu)和性能的特點，對實驗樣機進行了設(shè)計和優(yōu)化，并對重要的部件進行了強度和剛度的校核滿足了實際的需要，為馬格努斯葉片的進一步研發(fā)工作奠定堅實的基礎(chǔ)。
　　本文的研究工作和成果對馬格努斯翼型氣動性能的進一步研究具有一定的理論價值；對我國新型風力機葉片的研制和開發(fā)具有重要的