带导管及前置导叶的小型水平轴风力机的设计与研究

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1、分类号学号M201171001学校代码10487密级硕士学位论文带导管及前置导叶的小型水平轴风力机的设计与研究学位申请人：陈南学科专业：流体机械及工程指导教师：彭玉成讲师答辩日期：2014年1月10日万方数据ADissertationSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterEngineeringAResearchonSmallHorizontalAxisWindTurbinewithaTubeandGuideVan

2、esCandidate:CHENNanMajor:FluidMachinery&EngineeringSupervisor:PENGYuchengHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均

3、已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在________年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签

4、名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要近些年来全世界人民不断致力于研究和开发清洁的可再生能源以缓解传统化石能源慢慢耗尽的危机和使用化石能源带来的环境问题。风能分布广泛，蕴藏量大，近几年来技术日益成熟，适合大规模开发利用。风力机是风能发电的核心部件。对风力机的性能研究是研究风能发电中不可或缺的一步，研究风力机的气动性能有助人们对风力机的功率、效率、强度等问题有直观的了解。因此，研究风力机的气动性能将是研究风能利用发电中必不可少的一步。随着近几年计算机技术的飞速发展，参数化设计思想越来越

5、多地应用于风力机的设计与研究中。通过开发出参数化建模程序，用户能更加快捷方便地生成用于数值仿真模拟计算的模型。本课题中针对传统风力机风能利用率偏低的情况，对其做了结构上面的设计改进如下：导管可以浓缩风能密度和提高流场稳定性；前置导叶起到回收一部分旋转动能从而提升风能利用效率的作用。并且开发出基于空气动力学开发出风力机的气动参数化设计程序，采用计算流体动力学的方法对流场做仿真模拟来验证设计方法。具体内容如下：在掌握传统水平轴风力机的基本气动理论和设计方法后，针对小型风力机效率普遍偏低的现状，对传统水平轴风力机的

6、结构做出改进设计。结合传统设计理论，确定设计风力机的参数并建立它们之间的数学联系,使用Matlab软件，结合ANSYS软件二次开发功能，开发出风力机整机的三维几何造型和网格划分参数化建模程序。采用CFD的方法对设计模型的流场进行计算分析，探讨转子叶片数，导管形状对整机性能的影响分析。关键词：风力机，导管，参数化设计，CFDI万方数据华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTWiththeincreasingdepletionoffossilfuelsandtheincreasinglyseriousenviro

7、nmentalproblemscausedbyusingtraditionalfossilfuels，peopleareconstantlylookingforcleanrenewableenergy.Windpoweriswidelydispersedandhashugereserves.Inrecentyears,large-scaleusingofwindpowertechnologyisincreasinglymature.Thewindturbineisthecorecomponentofwindp

8、ower.Theaerodynamicperformancesofwindturbineisdirectlyrelatedtothewholeprocessofwindpower,efficiency,strength,economyandotherissues.Therefore,theresearchofwindturbineaerodynamicperformanceplaysanimport