Savonius风力机叶片弧度的数值模拟研究

为研究Savonius风力机的叶片弧度对其功率性能的影响,建立Savonius风力机的二维有限元分析模型,应用FLUENT进行数值模拟计算。计算基于RNG k-ε湍流模型,采用滑移网格技术实现风力机的转动。研究了叶片弧度从(140～180)°范围的风力机在不同尖速比下的平均力矩系数与平均功率系数,通过比较最大平均功率系数来确定叶片弧度的最优值。数值模拟的结果表明:叶片弧度越小,Savonius风力机受到的阻力矩越大,其平均力矩系数和平均功率系数就越低,即功率性能越差;叶片弧度在180°时,Savonius风力机功率性能最优。

Savonius风力机横纵向重叠比对启动性能的影响

在叶片重叠比的基础上提出横向重叠比与纵向重叠比。为探究这两个参数对风力机启动性能的影响,建立Savonius风力机的有限元分析模型,计算基于ANSYS FLUENT定常模拟,采用Standard k-ε湍流模型,通过与实验对比验证了数值方法的有效性与准确性。通过计算流体动力学的方法计算出Savonius风力机的转角与静态力矩系数的关系曲线,分析了Savonius风力机横向间隙与纵向间隙对启动性能的影响。

Savonius风力机横纵向重叠比对功率因数的影响

为研究叶片重叠比对Savonius风力机功率性能的影响,提出横向重叠比与纵向重叠比2个结构参数。建立二维有限元分析模型,应用FLUENT进行非定常数值模拟,基于RNG k-ε湍流模型,采用滑移网格模拟风力机转动,得到不同横向重叠比和纵向重叠比时的平均功率因数。结果表明:随着横向重叠比和纵向重叠比的增加,风力机的平均功率因数均先增大后减小;横向重叠比的最优值为0.10,纵向重叠比的最优值为-0.05,对应的平均功率因数为0.251 5。

基于数值模拟的三杯式风速仪距离常数的研究

摘要通过分析三杯式风速仪的动态响应方程明确了距离常数与动态响应的关系，利用ANSYS软件建立基于计算流体动力学的风速仪三维数值模拟模型，采用滑移网格技术实现风速仪的旋转运动，准确模拟了风速仪的动态响应过程，计算出风速仪的距离常数，并通过不同风速下风速仪动态响应的数值模拟验证了结果的准确性，为三杯式风速仪距离常数的研究提供了新的方法。

基于数值模拟的三杯式风速仪线性系数的预测

利用Pro/E建立风速仪几何模型,导入ANSYS CFX进行计算流体动力学分析,计算基于RNG k-ε湍流模型,采用被动滑移网格技术实现风杯的转动。通过对不同风速下风速计的响应进行模拟,预测了风速计的线性系数,减少了风洞实验的成本和反复改进样品的时间。