分布式能源用垂直轴风力机的结构优化设计  被引量:2

Optimal Structure Design of Vertical Axis Wind Turbine for Distributed Energy Applications

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作  者:李争 齐伟强 于潇雪 LI Zheng;QI Wei-qiang;YU Xiao-xue(Hebei University of Science and Technology,School of Electrical Engineering,Hebei Shijiazhuang050018,China)

机构地区:[1]河北科技大学电气工程学院,河北石家庄050018

出  处:《机械设计与制造》2020年第4期36-40,共5页Machinery Design & Manufacture

基  金:国家自然科学基金资助项目(51577048,51637001);河北省留学人员科技活动项目择优资助项目(C2015003044);高节能电机及控制技术国家地方联合工程实验室开放基金资助项目(KFKT201601)。

摘  要:基于计算流体动力学(CFD)平台,以k-ε模型求解N-S方程的方式,分析了垂直轴风力机(VAWT)的三维结构,对分布式能源用小型垂直轴风力机的特性进行了建模与仿真计算,并通过结构对比分析,对结构进行了优化设计。在将现有叶片中的直平板改为流线型设计结构后,大大提高了该垂直轴风力机的风能利用系数。而在叶片中间加入小挡板后对提高垂直轴风力机的风能利用不明显。此外,对比验证了三种叶片结构风轮的性能,确定了该类垂直轴风力机最佳叶片数。为该类垂直轴风力机的设计与优化提供了借鉴和参考。Based on the computational fluid dynamics(CFD)platform,the 3D model of the vertical axis wind turbine(VAWT)is analyzed by solving the N-S equation with the k-εmodel.The characteristics of small-scale VAWTs for distributed energy applications are modeled and simulated,and the structure optimization is carried out through comparative analysis.When the existing straight plate blades is changed into a streamline structure,the wind energy utilization coefficient of the VAWT is greatly improved.While the small damping plates are inserted into the blades,the influence of wind energy utilization on the VAWT is not obvious.In addition,The structure performance of three kinds of blades is contrasted and verified,the optimum number of blades is determined.The paper provide a reference for design and optimization of the VAWT.

关 键 词:计算流体力学(CFD) 垂直轴风力机(VAWT) 分布式能源应用 优化设计 

分 类 号:TH16[机械工程—机械制造及自动化]

 

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