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1、,基于CFD对100kW风力机尾迹特征的分析,目录,课题研究的目的及意义,课题研究目的,伴随人类社会的发展，各类能源被人们所认知运用，无论是石器时代还是现在的科技革命时代，人类的生存发展都离不开能源。,减少能源消耗,现在社会发展主要还是靠化石燃料，然而大量化石燃料的燃烧造成的环境污染已是一个世界性难题，尤其对中国这个耗能大国来说，酸雨雾霾天气时常出现。,减少环境污染,太阳能、风能、核能和生物质能等清洁能源越来越受到重视，世界各国都投入大量人力财力去发展清洁能源，其中，风能是可再生能源中发展最快的清洁能源，也是现在正大规模开发及商业化的清洁能源。,开发新能源,课题研究的意义,对风资源的利用,课题
2、意义,风资源是用之不尽的可再生能源，而且又是一种洁净的清洁能源，利用风资源最好的手段就是将他用于风力发电。风电已经从一项新兴技术发展为一门具有相当竞争力的行业。,动态来流会影响风场的功率,风电场中,许多风力机布置在一起,一些风力机将处于其它风力机的尾迹中。尾迹的紊流结构会影响下游风力机的疲劳载荷，使风力机的性能受到影响，功率输出减小，导致整个风电场总的功率输出减小。可见，对风力机尾迹的研究，对风场的效率有重要的意义。,尾流效应会对风场的经济性有影响,美国加州的风电场运行经验表明，尾流损失一般为10%，根据地形地貌、风力机间距和风场特性不同，尾流损失最小为2%，最大可达30%。大型的风电场一般有
3、几十台甚至上百台风力机，但受场地和环境等条件限制，风力机之间的距离不可能太大，因此必须考虑尾流效应对每台风力机性能的影响，这样才能评估风电场的发电能力和经济性,国内外研究现状,国内外研究现状,中国科学院刘磊对NREL Phase 实验所用风机进行建模计算，模拟了定常与非定常两种工况下的风机的尾迹特性，非定常情况下主要分析了风速变化叶片载荷的变化。,国内研究现状,韩中合等对600kW的两风轮进行了三维流场数值模拟，发现风场在布置风力机时应考虑当地的风速条件，若多数情况在额定风速或超过额定风速工况下运行，则前后风轮间距应大于7倍风轮直径。,曹娜等通过模拟分析了风速模型在动态来流情况下的应用，结果显
4、示风向变化对下游风机的功率有很大的影响。,G.Espan、S.Aubrun、S.Loyer,P.Devinant等人，为了研究风力机的尾迹特性，他们在风洞实验室测出了风力机模型尾流的时间-速度谱和时间-空间谱，这样在任何一个时刻任何一个空间，风力机尾迹的速度和形态都能被显示出来。,国外研究现状,荷兰能源研究中心(ECN)在欧盟的Mexico项目资助下进行了DNW实验，实验在风洞里详细研究了风力机的尾迹情况，并利用PIV技术测量了风力机近尾迹的速度分布情况。,Seokkoo Kang等人利用CFX分析了风轮尾流的特性，根据分析结果将尾流分成发展区、过渡区和恢复区三个区域。,课题主要内容及研究方案
5、,查阅文献，学习掌握本课题相关领域基础知识,了解风力发电的研究背景、目的、意义以及国内外的研究现状与趋势；熟悉风力发电基本原理；掌握风力机尾迹的基本特征；,学习对风力机叶建模片的软件,利用solidworks软件将坐标导入；将导入的数据利用solidworks软件对叶片建模生成三维叶片；在solidworks软件中绘制风力机模型；,将在solidworks软件中生成的风力机模型导入ANSYS软件中；在ANSYS软件中进行旋转域和计算域的建模；划分网格；用CFX进行计算；进行后处理，对风力机尾流场的风速变化、压力、功率进行分析；,对100kW风力发电机进行尾流特征的数值模拟,课题主要内容,阐述风
6、力发电的研究背景、目的、意义、国内外现状以及所研究的内容,掌握水平轴风力机的基本概念和参数、基本理论、种类以及结构,使用solidworks软件将风力机叶片的坐标导入经过处理生成三维叶片，然后绘制风力机模型,1.绪论,3.风力机建模,2风力机的基本概念和理论,课题研究方案,4.对风力机尾流场的特征进行分析,将在solidworks软件中生成的风力机模型导入ANSYS软件中进行模拟，对风力机尾流场中风速的变化、压力、功率进行数值模拟,工作进度安排,提交开题报告，课题组统一安排开题；,计算机录入论文内容，进行论文答辩前准备工作。,论文答辩完成,了解风力发电机发展现状、掌握国内外风力发电现状、有关风力发电机的基本原理、了解关于风力发电机叶片流场数值模拟计算软件ANSYS的计算方法，为撰写开题报告作准备；,建立风力发电机模型，在ANSYS软件中对100kW风力机进行尾流场的数值模拟研究。在老师指导下列出论文的总目录，同时查阅国内外专著、期刊等资料。至少阅读与课题相关的外文文献2篇；,论文研究进度,谢谢,汇,报,完,毕,
