低风速风力机的叶片设计与仿真的研究

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1、西安理工大学硕士论文4．2．2MATLAB解决设计问题的难点及处理方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯424．3设计结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯424．4叶片截面的空间坐标计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯444．4．1空问坐标计算的基本原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯444．4．2叶片上叶素的空间坐标计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯454．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．475基于GHBIaded的风

2、力机叶片气动性能仿真⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯495．1GHBladed软件介纠⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯495．2风力机II。f．片稳态性能仿真计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯495．2．1导入叶片数据和整机参数建立仿真模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯495．3风力机年发电量计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯525．4风力机冰载状况对功率曲线的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯545．4．1冰载研究的进展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．545．4．2风力机

3、叶片冰载状况的研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯545．4．3叶片上冰载的分布⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯555．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．566总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．．．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．．576．1全文总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一576．2展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯57致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯59参考文献．⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯

4、⋯．⋯61第一章绪论1绪论1．1引言1．1．1选题背景白工业革命以来，全球对石化燃料的需求与日俱增。时至今日，对石化燃料的过度依赖和不节制的使用，已经给人类带来了很大的困扰和危害。石化燃料是非再生能源，在助推人类文明发展的同时，能源的枯竭问题已经成为了一个不容忽视的问题，而伴随石化燃料燃烧引发的污染问题更为我们所苦恼。为了解决这些问题，人们开始寻求可再生能源来逐步替代化石能源，其中以风能、太阳能、水能为主要开发对象。而风能作为可再生能源中的一种，以其独特的优势可到了世界各国的重视。各国都投入了大量的人力物力财力进行风能资源的开发活动。风能资源的优势在于以下几点：(1)风电没有核电那样有“副

5、作用”，不会留下核废料，没有开发核能时产生的核辐射；丌发风能，也不会像开发水能那样，会破坏地质结构等问题；使用它更不会像使用化石能源一一样产生污染。(2)风力发电的经济利益日益增多。风力发电的投资相对较少。和火电核电比，它无需厂房和燃料的运输等耗费；和水电相比，不用进行大规模的移民，不用破土建坝。风力发电基本不消耗能源，并且随着技术的提高，风力发电的成本也在不断的下降。(3)风力发电的场区建设快，只需一年左右的时间就可以建成。而且形式灵活，可以单机安装也可以多机安装。而其他像火电、核电、水电的建设则需要一kIL年甚至几十年的时问。(4)风力发电所需的土地资源有限。风场的占地而积会较多，但其

6、中只有1％左右的土地是真正用来安装风力发电机的用地，而其余99％的土地还是可以用来畜牧或者他用的。由此可以认识到风电是将来最具大规模利用的可再生能源之一⋯。我国是一个风能资源丰富的国家，丰富程度仅次于美国和俄罗斯。而这跟我国利用风能资源的情况确正好相反，我国风电建设起步很晚，技术远远落后于西方国家。也正是起步晚，所以我国现在风力发电的规模还在高速增长阶段，技术上也有后起优势，所以风力发电在我国的前景大好。1．1．2国外风电技术发展现状20世纪70年代在世界范围内爆发了石油危机，欧美国家为了应对危机都投入了大量的资源开发风电技术。欧美国家投入了大量资金，召集空气动力学、材料科学，计算机科学等

7、各个领域的专家学者对风电技术进行研究和开发。这些国家在政策上也全力的支持风电技术的发展，推出了优惠的产业发展政策和价格补贴，并且建立了国家级别的风电技术实验室和利用产学结合的方式推进技术的研发。西安理工大学硕士论文随着风电技术的进步，大型的风电机组也日趋成熟，装机容量增加迅速。20世纪90年代初期，lOOkw的风电机组诞生，几年后MW级别的机组也出现了。根据权威统计数据表明，1996年到2009年这4年中，世界风力发电的