Wilson法对旋风力机气动设计与数值模拟

提出了Wilson法设计上游风轮,利用尾流模型得到下游风轮处轴向风速,代入Wilson法设计下游风轮的设计思路,完成3kW同半径同尖速比的对旋风力机设计。通过数值模拟与基于动量叶素理论及Glauert修正方法的理论程序,对风力机上游风轮进行变转速性能验证,两者均显示在设计点风力机功率系数达到较高值,CFD结果0.455略低于程序结果0.563。对旋风力机数值模拟显示功率系数可达到0.501,较单级功率提高10.11%,设计点处两级风轮转速达到最佳匹配。

风力机叶片气动外形设计和三维实体建模研究

针对大型风电机组叶片最佳设计攻角、升力系数呈非线性变化问题,基于叶素-动量理论,通过Wilson设计法,对1.2MW风电机组叶片的气动外进行了设计形。并在此基础上提出了风力机叶片的三维建模方法,即利用点的坐标转换理论来计算叶片各截面翼型的空间实际坐标,然后运用Pro/ENGI-NEER的三维曲面功能来对叶片进行三维实体建模。

基于Matlab和Solidworks的水轮机叶片设计和三维建模

以100kW水轮机为例,依据Wilson叶片设计原理,运用Matlab编程实现其算法;然后利用函数拟合对算法运行结果进行线性修正,并对修正前后的结果作了对比;最后根据点的坐标理论将翼型剖面二维坐标转化为空间实际坐标,并利用Solidworks进行叶片的三维实体建模,为后期的数值模拟和强度校核奠定基础。

对旋风力机气动耦合设计

基于动量叶素理论,推导同半径对旋风力机功率与前、后级轴向速度诱导因子的关系,结果与经典模型吻合;将单级风力机Wilson设计法发展为考虑级间干扰的对旋风机设计法,实现以环形微元盘面功率系数最大为目标,前、后级轴向和环向诱导因子为变量的优化设计,并完成2 k W单级和对旋风力机设计实例。最后采用CFD方法验证对旋风力机实验结果和设计结果,数值计算表明,设计工况下,对旋风机的风能利用率(46.32%)高于单级风力机(41.44%),并分析了数值预测的风能利用率与理论最佳值(64.00%)和(59.26%)的差异。

基于参数化技术的海流能水轮机三维设计

基于参数化CAD设计技术对海流能发电装置叶片结构进行了三维设计,将Wilson设计方法与MATLAB编程相结合,得到了相应的叶素弦长和扭转角。综合考虑加工和叶片翼型过渡等因素,对叶片参数进行了结构优化,并通过EXCEL软件转换成三维参数化坐标导入到Pro/E软件中,由此生成水轮机的叶片模型。