孙晓晶
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陆启迪
,
黄典贵
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吴国庆
工程热物理学报
目前升力型垂直轴风力机采用的翼型多种多样,为了研究不同翼型对升力型垂直轴风力机风能利用率的影响,本文采用计算流体力学软件和滑移网格技术对升力型直叶片垂直轴风力机进行二维流场的数值模拟。结果表明,对于升力型垂直轴风力机,当选择NACA0018翼型可以达到最高的风能利用率。
关键词:
升力型垂直轴风力机
,
叶片翼型
,
风能利用率
孙晓晶
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罗大海
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黄典贵
,
吴国庆
工程热物理学报
虽然传统的垂直轴萨沃纽斯（Savonius）转子具有结构简单、自启动性能好等优点，但是其能量转换效率较低，因而其作为风能、水流能转换装置的使用并不广泛。如何提高Savonius转子的性能是目前国内外新能源研究领域一个十分引人关注的课题。大量的研究表明，两个并列旋转的Savonius转子间存在着一定的耦合作用，这种作用有助于提高单个转子的做功效率。在此基础上，本文提出了一种具用双Savonius转子，在外侧带有聚能一遮蔽板结构的新型水流能转换装置，并对这种装置的模型进行了水槽试验。试验结果表明：这种结构中的Savonius转子的性能可比单个传统的Savonius转子最大提高38％。此外，试验中还对两转子间的距离、聚能一遮蔽板与来流方向的夹角对提高Savonius转子性能的影响进行了研究。
关键词:
新型水流能装置
,
Savonius转子
,
做功性能
,
水槽试验
朱兵
,
孙晓晶
,
陈珺
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黄典贵
工程热物理学报
本文采用课题组开发的一套通用计算流体力学软件UCFD,对叶片两端添加端板的H型Darrieus垂直轴风力机的流场进行了三维数值模拟,考察了所加端板形状和尺寸大小对风力机风能利用率的影响.结果表明:叶片两端添加适当尺寸的端板可有效抑制叶片端部的绕流涡强度,改善了风力机叶片叶梢附近表面的压力分布状况,从而提高了风力机叶片单位展向长度的风能利用率,且也有助于提高此类风机的运行稳定性.
关键词:
Darrieus垂直轴风力机
,
叶片端板
,
风能利用率
,
三维数值模拟
孙晓晶
,
曹剑楠
,
曹阳
,
黄典贵
工程热物理学报
风能是我国发展最快的可再生能源.萨沃纽斯(Savonius)风力机是一种典型的垂直轴式风力机,具有结构简单、自启动性能好等优点,但是其能量转换效率较低,最佳叶尖速比在1左右,最佳风能利用率可达到20％.本文对不同尖速比下的Savonius型风力机的气动性能进行了模拟研究,并从涡的观点比较和分析了Savonius型风力机的性能规律,结果表明流场中的涡结构对叶片的作用可显著影响Savonius风力机的性能.
关键词:
Savonius风力机
,
涡结构
,
做功性能
,
数值模拟
陈珺
,
孙晓晶
,
黄典贵
工程热物理学报
本文提出了一种通过在叶片前缘前设置微小圆柱来抑制叶片上流动分离的控制方法,并对采用此流动控制方法后的升力型垂直轴风力机的气动性能进行了数值研究.结果表明,在大攻角情况下,翼型前缘前设置微小圆柱可以有效地抑制风力机叶片上的流动分离,得到增升减阻的效果;同时,与传统的升力型垂直轴风力机相比,前缘前设置微小圆柱后的垂直轴风力机在低尖速比下的风能利用率可得到大幅度的提高.
关键词:
垂直轴风力机
,
流动分离
,
气动性能
,
风能利用率
孙晓晶
,
黄典贵
,
吴国庆
工程热物理学报
目前大多数海流能发电装置的设计可分为水平轴和垂直轴两类。起动性能差、能量利用率低是限制垂直轴海流能转换装置进行商业化应用的主要障碍。本文以Darrieus型垂直轴海流能装置为例，通过数值模拟分析，对在其周边以一定角度添加竖直平板来提高其性能的方法进行b 研究。结果表明这些平板可以在装置前方形成一个导流加速的通道，从而可以有效地提高这类装置的能量转换率。同时由于造价低廉，使这种方法在实际工程中具有很大的应用潜力。
关键词:
海流能
,
垂直轴转换装置
,
数值模拟
,
聚能板
