针对风力发电机组常用偏航液压制动系统在偏航时阻尼不可调整的问题,提出了两种改进方案一种是在偏航回油路增加可调节流阀,另一种是在偏航回油路增加电比例溢流阀。分别建立了可调节流阀和电比例溢流阀的数学模型,并对其稳定性进行了分析;利用专业液压软件进行仿真,对仿真结果进行了比较。研究结果显示,在偏航回油路增加电比例溢流阀,其偏航阻尼可调,响应较快,压力变化较平稳。

考虑风力机叶片与空气的流固耦合作用,基于ANSYS workbench工作平台,采用双向流固耦合的方法,模拟预测风力机的气动噪声,并与额定工况下的实验数据对比。结果发现:耦合作用下风力机气动噪声增大,且耦合模拟得到的气动噪声声压级与实验值更为接近,证明计算模型的准确性;风轮后的辐射声最大声压级在叶片径向0.57R^0.71R位置,风力机叶片与空气的流固耦合作用,增大了辐射声的声压级,而对于辐射声的传播规律影响很小;耦合作用下随尖速比的增加,相同位置气动噪声的声压级呈现缓慢增大的趋势,不同尖速比下气动噪声的声压级随轴向距离的增加变化规律大致相同,均呈不断减小的趋势。

研究升力型垂直轴风机叶片的覆冰特性,为风机的防冰、除冰系统研发提供帮助。文章对垂直轴风机叶片的雾凇覆冰物理过程进行了分析,建立了风机叶片覆冰的数值计算模型。通过SST k-ω湍流模型求解旋转叶片周围的空气流场,利用拉格朗日法获得过冷却水滴的运动轨迹及碰撞情况,结合覆冰时间推进法得到叶片表面的覆冰形貌,并通过流场计算分析覆冰对风机气动性能的影响。利用该计算模型研究了不同叶片翼型、叶片数量以及叶尖速比λ对垂直轴风机叶片覆冰的影响。结果表明当风机的λ增大时,风机叶片表面的覆冰更多的向叶片前缘尖端区域集中,叶片后缘的覆冰量减少;在同一覆冰条件下,不同叶片翼型、叶片数量和λ对垂直轴风机的整体覆冰量、单个叶片的覆冰量以及叶片表面的最大覆冰厚度均产生重要影响;不同叶片翼型、叶片数量和λ的风机的静...

对转方向和相位差对并列式双垂直轴风电机组的气动性能至关重要,决定了风电机组叶片受力特性和功率输出特性。为研究对转方向和相位差对并列式双垂直轴风电机组气动性能的影响,文章采用致动线方法(ALM)对一组并列式双垂直轴风电机组进行了三维数值模拟。首先,通过风洞试验数据验证了ALM预测出的垂直轴风电机组功率输出的准确性。继而使用验证后的数值方法对该并列式双垂直轴风电机组的气动性能进行了分析。结果表明对转方向和相位差对并列式双垂直轴风电机组的气动性能有显著影响,如不考虑相位差,并列式双垂直轴风电机组的同向旋转布置和反向逆流旋转布置会对系统的气动性能产生负面影响,而反向顺流旋转布置会产生正面影响;考虑相位差的影响时,反向逆流旋转布置仍然被证明具有负面影响,反向顺流旋转布置对气动性能的有益效果...

经过数百万年的进化,鸮形目鸟类在其飞行行为上显现出许多优异的特征。文章选取鸮翼的非光滑前缘作为仿生对象,设计出一种仿生风力机叶片,并分析非光滑前缘结构对风力机叶片气动性能的影响。采用S-A湍流模型,对低雷诺数下原型风力机叶片和仿生风力机叶片进行绕流流场模拟。模拟结果表明,在大攻角下,仿生风力机叶片的前缘凸起能够改变气流在叶片表面的流向分布,使气流在吸力面仍保持附着流动,进而减少叶片吸力面的失速区,有效延缓叶片失速现象的发生,从而使得仿生风力机叶片的失速角比原型风力机叶片的失速角推迟了10°左右,改善了风力机叶片的气动性能。

文章选取风力机常用翼型DU91-W2-250和NACA63-425为研究对象,通过γ-Reθt转捩模型对光滑翼型和粗糙翼型进行了二维定常模拟。用矩形凸台代替实际锯齿形粗糙带验证了模拟翼型表面粗糙度效应的可行性。通过升、阻力系数的比较和流场显示,探讨了粗糙度影响翼型气动性能的内在机理。数值模拟结果表明矩形凸台可以有效地模拟翼型表面的粗糙度效应,在翼型吸力面5%弦长位置,翼型气动性能随前缘凸台高度的增加而恶化;随着凸台位置向尾缘移动,DU91-W2-250翼型的气动性能逐渐接近原始翼型,NACA63-425翼型的气动性能呈现出先恶化后改善的趋势。

由于俯仰角的存在,水平轴风力机在运行时可避免叶片与塔筒的碰撞,但这也对风力机气动噪声的产生及传播带来影响。为探究不同俯仰角对风力机气动噪声的影响规律,文章采用大涡模拟(LES)结合声学方程(FW-H)对不同俯仰角下的风力机声场进行数值模拟。模拟结果表明随着俯仰角的增大,风轮输出功率先增大后减小,当风轮处在3°俯仰角时,风力机输出功率最大,能量有一个明显扩散,声压级整体有所上升,气动噪声上升幅度变大;存在俯仰角时,气动噪声沿轴向与展向的传播规律与未俯仰时相似,随着俯仰角的增加,最大声源位置从叶中向叶尖移动;A计权下风轮在3°俯仰角时声压级幅值增幅最小,因此3°俯仰角为最佳俯仰角。

基于稳定风、渐变风、阵风等入流方式，建立了不同变风阶段叶片气动载荷非稳态计算模型，研究了不同风速变化速率对叶片气动性能以及叶面压力分布的影响规律。研究结果表明，在相同风速下，不同风速变化率会对风轮输出转矩产生影响，且风的加速度越大，其影响越显著。同风速下的压力面渐变风压力小于稳定入流压力，且两种入流方式的压力差随展向位置逐渐增大，而吸力面上的压力分布差异较小，但压力变化梯度随展向位置却有明显不同。阵风入流中，在相同风速的阵风加速与阵风减速时刻，压力面、吸力面的压力分布差异较大，但其压差随叶片展向位置波动较小;在叶根到叶片展向位置0.7R处，阵风加速出力大于阵风减速;在0.7R处到叶尖位置，阵风减速出力效果相对更好。

虽然水平轴风力发电机的技术已经发展的非常成熟，是世界上的主流风机，但在适应风机大型化、深海化的趋势方面，垂直轴风力发电机因其结构特点表现出一定优势。近年来，对于垂直轴风力机的研究日益增多，将两台相同的垂直轴风力机间隔一定距离置于一起即得到双转子垂直轴风力机。文章利用风机模拟与实际风场较接近的非定常风，通过物理模型试验对比了单转子垂直轴风力机和具有不同双转子间距的双转子垂直轴风力机在不同风速下同一转子的扭矩、转速与轴功率，证实了双转子垂直轴风力机的增益效果，并探讨了风速及两转子间距对风机性能及增益效果的影响。试验结果表明，风速越大、两转子间距越小，双转子垂直轴风力机的增益效果越显著。

文章针对波浪能装置液压发电系统展开了实验研究,分别进行了电阻负载特性实验和电池负载特性实验,研究了负载阻值对电阻负载发电特性的影响,以及不同充电电压和不同启动压力对电池负载发电特性的影响。研究结果表明:在电阻负载情况下,存在最优负载阻值,在最优负载阻值下,系统的发电效率达到最高;在电池负载情况下,充电电压决定着发电电压的大小,启动压力决定了发电电流的大小,并且启动压力的增加对液压发电系统的发电效率也会有所提高。