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大型垂直轴风力机的塔影效应分析

论文摘要

塔影效应对大型垂直轴风力机的流场有显著影响,研究大型垂直轴风力机的塔影效应具有重要应用价值。采用雷诺时均(RANS)方法,在剪切流大气环境下,计算分析5 MW大型垂直轴风力机的功率、转矩、切向力、法向力和表面压力,揭示了塔筒对大型垂直轴风力机的塔影效应。计算结果显示:塔影效应会明显降低垂直轴风力机的平均功率系数,在270～280°相位角附近显著降低叶片前缘的负压强度和负压范围;随着塔筒直径的减小,叶片前缘的负压强度和负压区范围增大,转矩系数的波动幅度减小,单叶片转矩系数增大,叶片空气动力性能改善,发电效率提高。相关结论对大型垂直轴风力机的设计具有一定参考价值。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 数值模型
  •   1.1 控制方程
  •   1.2 湍流模型
  • 2 数值模拟方法
  •   2.1 几何模型
  •   2.2 边界条件
  •   2.3 网格拓扑
  • 3 验证
  •   3.1 网格独立性验证
  •   3.2 CFD计算方法验证
  • 4 结果和讨论
  •   4.1 塔影效应对大型VAWT的气动特性影响
  •   4.2 塔筒直径对塔影效应的影响
  • 5 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 苏捷,周岱,雷航,吴国强,韩兆龙,包艳

    关键词: 垂直轴风力机,风剪切,塔影效应,压力分布,功率系数,转矩系数

    来源: 可再生能源 2019年09期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,农业科技

    专业: 电力工业

    单位: 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海交通大学海洋工程国家重点实验室

    基金: 国家自然科学基金项目(51679139),上海市自然科学基金项目(17ZR1415100,18ZR1418000),上海浦江人才计划项目(17PJ1404300),上海高校特聘教授(东方学者)岗位计划项目,中组部千人计划青年项目(BE0100002)

    分类号: TM315

    DOI: 10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2019.09.015

    页码: 1373-1380

    总页数: 8

    文件大小: 4865K

    下载量: 122

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/4b518bab3a8b4d9be7971107.html