国家自然科学基金(59776033)
- 作品数：17 被引量：76H指数：6
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- 相关机构：内蒙古农业大学华北电力大学内蒙古工业大学更多>>
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- 相关领域：动力工程及工程热物理经济管理电气工程自动化与计算机技术更多>>
- 浓缩风能型风力发电机浓缩装置流场特性及试验被引量：8
- 2013年
- 为揭示浓缩风能型风力发电机浓缩装置的流动规律,该文以浓缩装置为研究对象,进行了流场特性的理论分析、数值计算和试验研究。流体流过浓缩装置,靠壁面流体首先被加速,在中间截面前0.22m截面超过中心轴流速,之后随轴向距离加大,逐渐形成中间流速大于边缘流速的流场;中央圆筒具有以中心轴为圆心的径向流速梯度,来流风速10.74m/s时,中间截面径向流速梯度达2.35/s;近壁面形成薄薄的边界层,出现在距中央圆筒壁面50mm附近,在中间截面前0.11m截面和中间截面后0.07m截面出现波峰,波谷出现在中间截面后0.02m处。试验结果表明,数值计算结果与试验结果相符。研究结果可为完善浓缩装置和叶片的设计提供参考。
- 马广兴田德韩巧丽李明
- 关键词：风能发电流场
- 有机玻璃材料的浓缩风能装置流固耦合分析被引量：1
- 2016年
- 用于制造浓缩风能装置的材料直接影响浓缩风能型风力发电机的推广及应用。该文通过流固耦合分析方法,对有机玻璃用于制造浓缩风能装置的可能性进行分析。采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件对浓缩风能装置在特定风场下进行仿真模拟,得到了不同温度下浓缩风能装置所处流场的风速和风压分布。将不同温度下的流场计算风压分布结果作为载荷加载到对应温度下的浓缩风能装置上,得到该装置在不同温度下所受最大应力。这些不同温度下的最大应力均远小于有机玻璃在对应温度下的断裂应力,如温度为293.15 K时该装置所受最大应力为1.5378 MPa,而该温度下有机玻璃的断裂应力为71.704 MPa,因此有机玻璃在强度上满足浓缩风能装置要求,可以用于制造浓缩风能装置。当选择泊松比、杨氏模量和断裂应力均随温度发生变化的材料作为流体机械备选材料时,该研究过程可以为其可行性研究提供参考。
- 姬忠涛田德
- 关键词：风能流场流固耦合有限元有机玻璃
- 浓缩风能型风力发电机的研究与进展
- 浓缩风能型风力发电机的理论核心是将稀薄的、呈湍流运动特征的自然风浓缩后利用,有效地对自然风进行加速、整流,改善了风能密度低和不稳定性等弱点,提高了风力发电机工质的品位。通过风洞实验和在中国、日本进行的小型机组实际运行实验...
- 田德王海宽韩巧丽
- 关键词：浓缩风能型风力发电机
- 文献传递
- 浓缩风能型风力发电机流场仿真与实验研究被引量：4
- 2012年
- 以浓缩风能型风力发电浓缩装置为研究对象,进行了CFD计算和实验验证,结果表明仿真与实验很好的吻合。仿真与实验结果是浓缩装置内流速与来流的风速增加等级基本相近;浓缩装置内的流场以中心轴为轴对称的环形分布流场;工作段(中央圆筒)处呈现以轴为圆心随半径加大风速逐渐增加,近壁面形成一层薄薄的边界层,边界层内速度急剧下降,直到壁面的速度为零。
- 马广兴田德韩巧丽李明
- 关键词：风力发电流场特性
- 浓缩风能装置内部流场仿真分析被引量：11
- 2016年
- 浓缩风能装置是浓缩风能型风力发电机组的主要部件之一,其结构直接影响机组输出功率的大小。为了提高浓缩风能装置的浓缩效率,以浓缩风能装置为研究对象,应用三维建模软件与CFD(computational fluid dynamics)软件建立了几何模型与网格模型。基于上述模型,提出应用数值模拟方法对浓缩风能装置内部流场进行仿真分析,并通过比较分析不同湍流模型下的内部流场特性,得知标准κ-ω湍流模型更加适用于浓缩风能装置内部流场仿真。基于上述浓缩风能装置模型和湍流模型,分别对不同尺寸参数的浓缩风能装置内部流场特性进行仿真分析,得到了扩散角对浓缩风能装置内部流场特性的影响比收缩角、中央圆筒长度的影响大的规律,此规律为浓缩风能装置结构优化与设计提供了依据,优化后的结构能明显提高风能品质和风电机组输出功率。
- 田德毛晓娥林俊杰邓英
- 关键词：风能流场湍流模型数值模拟
- 风电机组叶片模型载荷的有限元分析
- 2012年
- 针对叶片材料为木质夹心外裹玻璃纤维复合材料的试验,用100W叶片进行了气动载荷的计算及叶片的有限元建模和分析。分析中,考虑了叶片复合材料的各向异性和材料的铺层结构,使得分析更加符合实际情况,得到了不同风速工况下叶片的应力分布,并与静载试验结果进行对比,结果较一致。由此说明了有限元分析方法的合理性,并验证叶片在各风工况下是安全的。
- 李明田德王海宽韩巧丽马广兴
- 关键词：风电机组载荷有限元复合材料
- 浓缩风能型风力发电机的研究与进展被引量：19
- 2003年
- 浓缩风能型风力发电机的理论核心是将稀薄的、呈湍流运动特征的自然风浓缩后利用,有效地对自然风进行加速、整流,改善了风能密度低和不稳定性等弱点,提高了风力发电机工质的品位.通过风洞实验和在中国、日本进行的小型机组实际运行实验,验证了浓缩风能理论的合理性,证明了浓缩风能型风力发电机具有切入风速低、发电量大、噪音低、安全性高、寿命长、度电成本低等特点,论证了浓缩风能型风力发电机向中、大型机组发展的可能性.
- 田德王海宽韩巧丽
- 关键词：浓缩风能型风力发电机
- 变桨距风力发电机组叶片模型的载荷测试实验被引量：10
- 2013年
- 以1.5MW变桨距风电机组的叶片为原型,应用相似理论设计、加工1.5MW风电机组叶片的相似模型,作为载荷实验研究的叶片模型;根据1.5MW风电机组叶片变桨距的特点,设计并制作满足试验条件的可变安装角轮毂,通过改变安装角实现叶片桨距角的变化;通过车载法模拟自然风场,测试不同桨距角时叶片各截面的载荷数据和机组输出功率,载荷测试结果与BLADED仿真结果对比,结果较一致,说明试验系统合理。实验结果表明,在风速小于额定风速时,叶片所受拉应力和剪应力随风速的增大而呈线性增大趋势;当风速大于额定风速时,通过变桨距调节,叶片各截面应力趋于平稳,不再增大。
- 李明田德王海宽韩巧丽马广兴
- 关键词：变桨距风力发电机组载荷
- 浓缩风能装置内部流场仿真计算分析被引量：3
- 2017年
- 对浓缩风能装置模型Ⅰ所处流场进行仿真网格无关性分析,得出相关中心为fine,相关性为70时可以使计算相对误差最小,且计算时间消耗可以接受.采用仿真网格无关性分析结果对浓缩风能装置模型Ⅰ和模型Ⅱ进行流场仿真计算,并与车载实验结果进行对比分析,最终结果表明:两模型均可以浓缩风能,并能够提高风能的能流密度;采用网格无关性分析结果进行模拟计算,安装风轮截面处风速测量点风速模拟计算值与风速实际测量值的相对误差在5%、10%和20%以内的点所占百分比分别为41.67%、83.33%和91.67%,因此可以采用该结果对浓缩风能装置进行初步的定量分析,为浓缩风能装置中安装的叶轮之设计提供参考;采用该结果进行的模拟计算与车载试验均可得出模型Ⅱ优于模型Ⅰ的结论,因此该结果可以定性分析不同浓缩风能装置,以实现浓缩风能装置的结构优化.
- 姬忠涛田德韩巧丽
- 关键词：风能仿真可靠性
- 基于VB的风力机叶片外形优化设计被引量：1
- 2010年
- 为了实现风力发电机风轮叶片外形的优化设计,以风场风速分布为基础提出了综合优化目标;以片条理论为基础提出了以展弦比为关键参数的修形约束条件的气动优化目标,建立了叶片外形优化设计的数学模型。采用枚举法和循环结构,选用Access数据库,应用Visual Basic编制程序实现叶片外形的优化设计。针对内蒙古某地区设计了1.5MW风力机叶片,与国外同功率某通用叶片进行了对比分析。结果表明,两种叶片外形基本吻合,而且文中设计的叶片在性能上有明显优势,同时也验证了文中提出数学模型的可靠性和程序的实用性。
- 徐宝清田德王海宽赵丹平
- 关键词：风力机优化设计程序设计
