阻力型垂直轴风力机导风帘的优化设计.pdf

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1、256电力与能源第33卷第3期2012年6月阻力型垂直轴风力机导风帘的优化设计谢晶，王亚军，罗秉东，宋宁亮(1．贵州师范大学物理与电子科学学院，贵阳550001；2．厦门大学物理与机电工程学院，厦门361005)摘要：以输出功率i00W的阻力型垂直轴型风力机为例，通过优化设计找寻最佳的叶片数目、高径比和折叠率等几何参量，然后加入导风帘装置，给出一个最佳结构方案。运用Fluent求解器中的有限体积法对无导风帘和三种不同长度导风帘设计的叶片周围的流场进行模拟。模拟与最佳优化方式的性能参数的计算结果表明，采用长导风帘设计的阻力型垂直轴风力机具有最好的动力学性能，可以

2、提高运行效率。关键词：阻力型垂直轴风力机；导风帘；模拟计算基金项目：贵州省科学技术基金项目(黔科合J字LKS~2011139号)中图分类号：TK83文献标志码：A文章编号：2095—1256(2012)03—0256一O5ACurtainDesignonOptimizingConfigurationofSavoniusRotorXieJing，WangYajun，LuoBingdong。，SongNingliang(1．GuizhouNormalUniversityInstituteofPhysicsandElectronics，Guiyang550001，C

3、hina；2．XiamenUniversityInstituteofPhysicsandElectricalandMechanicalEngineering，Xiamen361005，China)Abstract：ThispapermainlystudiestheconfigurationofSavoniusrotoronthebasisoftheoutputpowerP=100W，andthebestparametersofthenumberofblade、aspectratioandoverlapratiohavebeenfound．Onthisbasis

4、，acurtainarrangementhasbeendesigned，andtheoptimumconfigurationofSavoniusrotorhasbeenputforwardinthisstudy．Then，themultifariousbladesofSavoniuswindrotorwithoutorwithcurtainhavebeenplacedinthewindtunnelandsimulatedbythefluidengineersimulationsoftwareFluentwiththefinitevolumemethod．And

5、theseconclusioncombinedwiththecalculationoftheaerodynamicperformanceparametersoftheoptimumconfigurationofSavoniusrotorverifythedesignonSavoniusrotorwithlongcurtaininthepossessionofthebestdynamicperformance．ThisoptimumSavoniusrotorinthepresentstudyhasachievedtheimprove—mentoftheopera

6、tingefficiency．Keywords：savoniusrotor；curtain；simulation阻力型(Savonius)垂直轴风力机主要依靠面风帘的Savonius型风力机为例，给出一个对来风方向的凹凸叶片上产生的阻力差驱动风轮Savonius风力机的最佳结构方案，然后运用流体旋转，因此转速慢、风能利用效率低(最大风能利工程模拟软件Fluent对未安装导风帘和安装不用系数C一般只能达到0．2左右_1])，但是它同长度导风帘的Savonius型风力机周围的流场具有较大的启动转矩，可以在任意风速下运行，充进行模拟计算，通过模拟结果比较无导风帘和不

7、分地利用升力型(Darrieus)垂直轴风力机或者水同长度导风帘的效果。平轴风力机不能利用的风能资源，风力发电的总1结构设计体效率得到了补偿，而且Savonius型风电机组结构简单、制作容易，特别是电机部分可以安装在建Savonius型风力机的性能和效率与结构有筑物或其他物体的表面，日常维护处理相当简单，关，优化选择叶片数目、高径比和折叠率对于提高作为一种小型风力发电机组可以应用于风力资源Savonius型风力机的性能和效率非常重要。丰富地区的民宅的小型风力发电，城市公共照明1)叶片数目Savonius型风力机可以采用及景区夜景工程的离网供电，具有很好的开发意

8、两支叶片或者三支叶片，其中三支叶片结构