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1、基于CFD对100kW风力机尾迹特征的分析目录目录01020304课题研究的目的及意义国内外研究现状课题主要内容及研究方案工作进度安排01课题研究的目的及意义课题研究目的020103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
2、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
3、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02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
4、。 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
5、展区、过渡区和恢复区三个区域。03课题主要内容及研究方案查阅文献，学习掌握本课题相关领域基础知识1. 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；2. 熟悉风力发电基本原理；3. 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1. 利用solidworks软件将坐标导入；2. 将导入的数据利用solidworks软件对叶片建模生成三维叶片；3. 在solidworks软件中绘制风力机模型；1. 将在solidworks软件中生成的风力机模型导入ANSYS软件中；2. 在ANSYS软件中进行旋转域和计算域的建模；3. 划分网格；4. 用CFX进行计算；5. 进行后处理，对
6、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04工作进度安排第5-6周第七周第8-11周第12-13周提交开题报告，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
