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[风能] 小型水平轴风力发电机叶片设计研究

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发表于 2007-8-30 22:17:40 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国陕西西安

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硕士学位论文
. u& B8 G* m4 N. }Schmitz理论、Glauert理论、Wilson理论

小型水平轴风力发电机叶片设计研究.part1.rar

1.91 MB, 下载次数: 84

小型水平轴风力发电机叶片设计研究.part2.rar

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小型水平轴风力发电机叶片设计研究.part3.rar

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发表于 2008-3-5 23:58:55 | 显示全部楼层 来自: 中国吉林长春
他用的是叶素动量理论吗,不知道有没有理论突破。
发表于 2008-3-7 09:07:27 | 显示全部楼层 来自: 中国山东泰安
文件格式为:NH, ^0 g( ?, ~, ^' |' R" i
阅读器:CAJViewer(可以打开,已经测试!资料很清晰)
# g/ A1 Q* M9 N分类号:-TM315
& e) E& d9 b5 ]$ y% D) `' \! E' S; fUDC:
- w4 z' o, R# S: k* |                  硕士学位论文8 I) m+ x3 f; j; z- {- _8 w
《小型水平轴风力发电机叶片设计研究》  K& I/ t$ e/ z+ F
作者:杨新彦- C+ H0 `3 v7 }2 k) N" e
日期:2006-6-10
8 m$ ]& }- @1 J  R6 M0 ?7 J) G, l: ^# f0 {3 J4 @
摘要
1 s( B5 U) D1 P( u7 }  A  F- k/ g        随着环保呼声日益高涨和非可再生资源的过度消耗,风力发电以其独特  W7 M1 h/ U" I& c
    的优越性日益被重视。叶片是风力发电机吸收风能的重要元件。本课题以
. P: j% l& W% y    广西教育厅科技项目(((1 KW风力发电机产品的研究开发》为背景,主要研
' y5 }5 H$ T* l; Y% d) Q    究小型水平轴风力发电机的叶片设计、性能计算、有限元动力学分析。主
7 U9 g2 I- L1 p- a6 H. }1 C  l; Y    要研究成果如下:
. i' q& I- m- E+ z1 \! {        1.简单实用的叶片设计拟合模型。综合国内外多种文献,整理现有叶
# e' f3 s9 U2 A   片设计模型基础上,得出简单实用的叶片参数设计拟合模型—各叶素弦
) c7 T7 G+ _& f  g" C; {    长计算公式和安装角计算公式。该模型函数简单;设计精度高;设计叶片/ x8 O; l3 v) ~# i7 s3 ~+ E
    具有流线型。0 a9 n" W4 |+ P9 x2 W+ V
        2.叶片精确实体建模仿真。以最后输出电功率P = 400W为目标,采用翼
; _: n" x5 M$ F3 i5 `+ ]    型NACA4412进行叶片设计。基于叶片设计数据,进行三维坐标变换,本! e/ Z( }6 V( k+ P) K! n
    文利用较通用的办公软件EXCEL实现复杂的矩阵坐标变换,求出叶片各点9 i0 P; B8 x7 W
    的三维坐标;利用三维建模软件SolidWorks进行精确实体建模,方便进一* c) X. ~9 {) I; @9 v* g
    步分析。该法可为扭曲实体和其他复杂实体精确建模提供新思路。
) G! _( V5 y5 o        3.叶片静态气动性能模拟计算。基于Glauert模型和Wilson模型对设计
. Y% k5 y# H$ J0 M) ^% v0 P, Q% W    叶片进行性能对比计算,利用各种性能修正系数进行性能修正。得出所设
- x3 B2 y) W$ ~* \$ F    计叶片的设计状态气动性能指标;并提出气动性能较合理的计算途径,即
$ a7 X2 d, z9 C2 m/ X7 u    以Wilson模型气动计算为基础采用修正系数修正,其中轮毅修正采用新方
6 V# t% X: x- Z! C0 W8 z5 q- ?4 L  _: b  J4 A' W$ ?' [
      法—忽略轮毅气动性能计算,只对采用翼型部分进行气动性能计算。该" R& T  q7 ^1 C+ o: p; C8 I7 S
      法简单实用,计算结果且较经验轮毅损失修正合理。( R8 z" |% M' h' M. R! i5 ]5 i; ^
        4.叶片动力学分析。采用了有限元分析软件COSMOS\WORKS进行叶
! y3 g2 X! I6 O% x" \      片有限元建模和分析,计算出叶片前十阶固有频率和振型,为其他设计如+ X7 l& u6 H% g, _
    塔架设计提供参考。模态计算采用精确的整个叶片实体模型,计算结果精; M6 B9 q( o  c8 p
      度较高。
8 l) A% a  K) u, J6 W: b9 y/ x4 a关键词:水平轴风力发电机叶片设计静态气动性能有限元法动
发表于 2008-3-7 09:17:08 | 显示全部楼层 来自: 中国山东泰安

目录

目录/ @$ M  @; R% ^" j
第一章绪论....................................................................1
* g" e! S6 u* A, f6 _1.1本课题研究背景.....................................................................................................1
4 K1 b, O" I! X& F( A1.2国内外研究技术现状............................................................................................. 28 B# \  D" Q4 ]
1.3本课题研究内容........................................................................................................ 2- [0 {  R+ ?" S4 Q7 h' T  I7 W
第.章基本概念与基本原理............................................................................................... 5
& f. j4 l6 {1 g8 u3 K2.1翼型结构基本概念............................................................................................5
9 i+ d* Y% l* I& ?8 @, o* x" A. @  2.1.1翼型几何参数....................................................................................................5
  W! W" d( H: H- X7 K( t' h  2.1.2翼型介绍................................................................................................7
# C9 w, O% ]; E4 s& _+ E9 L/ t2.2翼型空气动力学相关概念......................................................................:....................... 76 z) k& ]# ~1 n8 m" u
  2.2.1作用在翼型上的空气动力........................................................................................ 7
: a5 l/ \  G1 d. E. \2 d  2.2.2空气动力的影响因素................................................................................................ 9
" [. ?' R7 x. ^' A+ X; G2.3叶片基本气动理论..............................................................................................11
" \& w# s0 ]: T5 X8 w1 a& j  2.3.1贝兹理论...................................................................................................................11
  j% _  h+ D3 E7 V  2.3.2涡流理论..........................................................................................13
+ f9 h" ~( ]- q; o& z! Y+ R  2.3.3叶素理论.................................................................................................14$ |* N- w  ]/ j. I0 Q4 r
  2.3.4动量理论.........................................................................................................16
* R$ P- X! I5 u8 B2.4本章小结................ ................................................................................17% p) D+ d$ V/ Y5 b1 U
第三章叶片设计.......................:...............................................186 _; H9 m, H6 S  D* O- S
3.1前言.......................................................................................................18& K  R- E* e- P  }0 M
3.2风力机特征风速的确定............................................................................................183 ^, _& }4 d5 k! w# _# v
  3.2.1风速的数学表达式..............................................................................................18$ q; Z3 @0 e" j
  3.2.2风力机特征风速的推导计算.................................................................................. 20
9 T( C1 s$ }* M: e# s4 \& }4 h3.3叶片基本设计方法....................................................................................................21. I5 A1 f+ `2 ^. p$ w
  3.3.1计算风轮直径模型..........................................................................................21
+ o- a/ _$ ~  {$ z" v6 u  3.3.2叶片重要参数的选取.............................................................................................. 23+ ^1 z: |7 M0 J4 y' }3 J
广西大学ZXt学位论文
! l+ P- Z& a* H; `9 J风办发电机叶t卜iR计研究
3 l$ S$ f4 z# f/ T% n, j5 ]- h  3.3.3叶展形状设计模型..............................................................................................257 p  N  {6 g' H8 B% s! B
3.4叶片设计实例.................................................................................................29
  L% z. C; D, H' A8 X) @  3.4.1风力机特征风速的确定.......................................................................................... 29
2 ~2 z+ o& Y. }, R5 M9 f2 y  3.4.2叶片重要参数选取..............................................................................................303 q! _5 q9 @- f# Y& l+ L- E
  3.4.3叶展形状设计...................:..........................................................................32  |* T- }3 Y/ [  m/ ?# W1 i: i4 k
3.5设计结果形象化................................................................................................41
; ~9 Z6 T, O; d$ K1 _  3.5.1叶片截面空间坐标的求解...................................................................................... 419 f" `& _5 q1 l4 S6 X
  3.5.2叶片计算机3D绘图............................................................................................... 44# H# f' w& u& u( K: g5 d3 c5 y
  3.5.3该3D建模方法的优点........................................................................................... 45
, l. E1 l. K2 f! f& y3.6叶片模型图......................................................................................................... 46" w  p. Y- p$ f8 `4 q! n
3.7本章小结................................................................................................................47
# Z6 ^/ b. F+ i/ v7 i; Q& |第四章静态气动性能模拟计算........................:.............................. 486 f2 ^& A7 S# K0 d( ~
4.1前言.......................................................................................................48
2 y7 w" B; V! x- Y2 k  4.1.1有量纲性能指标...................................................................................................... 48
  }5 m' t! f! l7 d* G1 l  4.1.2无量纲性能指标、..................................................................................................... 487 M8 z; J$ ~+ Z* f- U. ~2 J# {/ b
  4.1.3有量纲指标和无量纲指标关系......................................................................48% E$ `( D' |. Z
4.2叶片气动性能计算...............................................................................................49
' x' t6 p4 \) @7 _* v+ V: l  4.2.1贝茨模型..........................................................................................................49
6 B# Y+ h; r/ z8 \6 |* r( i  4.2.2涡流模型—Glauert模型和Wilson模型.................................................49
. d6 d5 \- i3 t( U$ }% X% U0 j/ z4.3各种修正系数..............................................................................................54
; K6 {5 p% c: W/ v2 O6 a  4.3.1叶片数修正...................................................................................54
6 i- f& b! n$ A) g4 \4 X$ w0 t  4.3.2翼型修正....................................................................................................557 q9 m5 I& c+ ]. w
  4.3.3叶尖修正..........................................................................................................552 F5 ~! d" k. Y/ |  Q) \. B
  4.3.4轮毅修正..............................................................................................................56
* k8 c& w) s# S- b6 v. w: l& Q4.4模型修正结果................................................................................................56; g+ _8 P$ d/ Z: A' E& t
  4.4.1性能修正表..........................................................................................................57( e( M$ y! ]  k8 p# [+ B0 |- o
  4.4.2结果分析..........................................................................................................60
* R( [" k% [; `3 e4.5本章小结........................................................................................................................ 615 x' e" L0 M5 R9 c3 u4 g' r3 R
      第五章叶片动力学分析........................................................... 62
3 L1 r, Q* W0 G* s6 `; W4 {! ]& y广西大学祠盯士学位金仑.弋
5 Y) z/ H/ _6 D# e风办发电机叶少卜宝又计笼开乡t4 s! ^+ N) T4 V) J
5.1前言............................................................................................................623 s6 ^4 I4 s9 C  p/ T# g1 a
5.2动力学分析方法............................................................................................................ 62
. N9 C$ M  I' H% J+ W5.3计算模型................................................................................................................634 w$ `/ ^' B# l* K# y, r
5.4分析工具................................................................................................................63
! t- N& \0 K3 D( N! P/ t) G5.5分析步骤.............................、.............................................................................65' M) N' B: H  ]8 E) ?; p
  5.5.1有限元建模.............................................................................................................. 65% H" D% z& L. @7 A+ Y1 L" Q! L
  5.5.2施加约束..........................................................................................................67
0 c# I" E1 l8 Q- v9 f5.6计算结果........................................................................................................67% c4 x  Q% z5 P6 \- M$ P( K
  5.6.1模态计算结果..................................................................................................67! z! {0 }# q7 v8 G4 @) p  P1 X3 Z
  5.6.2结果分析..............................................................................................................68) }( N, L& O0 s) p. v
  5.6.3对比计算.................................................................................................................. 72
3 ^6 n' y, e" D0 e  5.6.4计算模型的改进...................................................................................................... 74
3 O% ~3 `* c6 b* B  5.6.5结论..................................................................................................................74
% z/ G7 ^: m/ T# E5.7本章小结................................................................................................................74$ h6 \' a. ]* w9 s! n
备第六章结论及展望................................................................................ 76+ c; }) N3 G2 C* t
6.1结论....................................................................................................................76; ~% t7 b) O/ B& M; w) t  P
6.2论文堕待解决的问题.................................................................................................... 77" j. L7 h& h0 y; O
6.3展望..................................................................................................................77
3 {1 l4 c0 A: T# K" N参考文献.......................................................................:..78, Y7 Z: w3 Z0 s, ~9 @
附录1翼型NACA4412数据.....................................................82; }3 `9 N" q# A  w  ?, Q
附录2翼型NACA4412气动性能表(RE=500000) ............................................................ 83" @0 R- y( E2 W% }3 u5 e4 g: ^* y% `
附录3翼型NACA4412气动性能图(RE=500000) ................................................. 840 \. N* C0 g8 ~* L# R
致谢.......................................................................................................... 85
3 v0 l$ B3 N6 j5 ?- R攻读学位期间发表的学术论文目录................................................................................... 86
发表于 2008-9-20 16:39:49 | 显示全部楼层 来自: 中国重庆
此文件是什么格式,打不开
发表于 2008-9-24 00:35:13 | 显示全部楼层 来自: 中国广东深圳
是論文喔...2 `/ c, L5 ?7 @" @
知道那種葉型最通用嗎?# g. g# u1 o% z, A+ F
在風機裡, 用NACA 65系列的很多
发表于 2008-9-24 08:51:29 | 显示全部楼层 来自: 中国山东泰安
原帖由 wsg.123 于 2008-9-20 16:39 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
# J/ e; @  o& H) @# ~9 N" O+ v6 ^此文件是什么格式,打不开

  K9 l; {* u5 ^" s% g% a& S: N/ e' a, d
我在3楼早已明确说明!晕!今次不做处理,以后多留意!
发表于 2008-9-27 13:12:10 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏南通
这个俄罗斯技术比较厉害呀
发表于 2008-9-28 07:57:17 | 显示全部楼层 来自: 中国广东深圳
谢谢, 正需要的好东西
发表于 2008-9-28 08:38:50 | 显示全部楼层 来自: 中国天津
希望能看到一些有深度的参考资料
发表于 2009-6-17 10:06:31 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江杭州
谢谢,正要学习这方面的东西呢
发表于 2009-10-27 11:36:26 | 显示全部楼层 来自: 中国广东中山
我还下了..............我会收藏的!!
发表于 2010-3-17 16:22:35 | 显示全部楼层 来自: 中国辽宁沈阳
谢谢, 正需要的好东西
发表于 2010-3-22 13:29:14 | 显示全部楼层 来自: 中国辽宁沈阳
不错  值得学习
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