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小型垂直轴风力发电机的气动噪声数值模拟与试验验证 被引量:11
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作者 刘希昌 莫秋云 +2 位作者 李帅帅 严顺康 施军建 《流体机械》 CSCD 北大核心 2016年第6期11-16,共6页
为了降低小型垂直轴风力发电机的气动噪声,对其噪声产生机理进行了分析。首先,在瞬态计算时运用大涡模拟(LES)模型对在一定工况下的三维风轮周围的流场进行分析;其次,在声学计算时运用FW-H方程对风轮产生的气动噪声进行分析并得出频谱;... 为了降低小型垂直轴风力发电机的气动噪声,对其噪声产生机理进行了分析。首先,在瞬态计算时运用大涡模拟(LES)模型对在一定工况下的三维风轮周围的流场进行分析;其次,在声学计算时运用FW-H方程对风轮产生的气动噪声进行分析并得出频谱;最后,通过实例验证了该方法能有效预测其气动噪声。结果表明:小型垂直轴风力发电机的气动噪声主要是涡流噪声;监测点的噪声值随着离风轮旋转轴半径的增加而减小,且在垂直于叶轮旋转轴的平面上具有指向性。小型垂直轴风力发电机的气动噪声分析为其进一步低噪声优化提供了依据。 展开更多
关键词 小型垂直轴风力发电机 气动噪声 FW-H 方程
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小型垂直轴风力发电机风轮效率的试验研究 被引量:6
2
作者 张洛明 王巧红 +1 位作者 张楠 张向威 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第18期2186-2189,共4页
以提高效率为目的,对影响垂直轴风力发电机风轮效率的叶片曲率、数量及安装角进行了理论分析与试验研究,试验结果证明了理论分析的合理性。给出了采用弧形叶片、30°安装角及叶片数量为12时风轮效率较高的明确结论,为今后的深入研... 以提高效率为目的,对影响垂直轴风力发电机风轮效率的叶片曲率、数量及安装角进行了理论分析与试验研究,试验结果证明了理论分析的合理性。给出了采用弧形叶片、30°安装角及叶片数量为12时风轮效率较高的明确结论,为今后的深入研究打下了良好的基础。 展开更多
关键词 效率 垂直轴风力发电机 风轮 试验研究
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小型垂直轴风力发电机在农村的应用前景 被引量:13
3
作者 于伟 陈帝伊 马孝义 《农机化研究》 北大核心 2010年第5期236-239,共4页
针对我国加强农村地区的节能减排工作和大型风力发电机发展迅速而小型风力发电机推广应用进展缓慢的情况,概述了我国风力发电技术的发展状况和小型垂直轴风力发电机的诸多优点;结合我国部分地区风能资源状况和农村的实际情况,进行了小... 针对我国加强农村地区的节能减排工作和大型风力发电机发展迅速而小型风力发电机推广应用进展缓慢的情况,概述了我国风力发电技术的发展状况和小型垂直轴风力发电机的诸多优点;结合我国部分地区风能资源状况和农村的实际情况,进行了小型垂直轴风力发电机在农村推广应用的可行性研究;同时,提出了小型风力发电机在农村推广应用中所面临的问题、解决方法及建议。通过分析提出小型垂直轴风力发电机在农村地区推广应用的可行性,并展望了小型垂直轴风力发电机在广大农村的发展前景。 展开更多
关键词 风力发电机 垂直轴 农村新能源
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一种新型小型垂直轴风力发电机叶片的设计与制造技术 被引量:1
4
作者 胡瑞华 李红霞 +2 位作者 王永伟 范彩霞 马志国 《可再生能源》 CAS 北大核心 2013年第12期73-76,共4页
以可再生的黄麻纤维作为加强材料,取代常用的玻璃纤维或碳纤维,与不饱和聚脂树脂复合制备小型垂直轴风力发电机叶片,并进行受力分析和理论计算。根据计算结果和材料的实际特性,确定了叶片的强度、尺寸。详细介绍了叶片的制造工艺,对叶... 以可再生的黄麻纤维作为加强材料,取代常用的玻璃纤维或碳纤维,与不饱和聚脂树脂复合制备小型垂直轴风力发电机叶片,并进行受力分析和理论计算。根据计算结果和材料的实际特性,确定了叶片的强度、尺寸。详细介绍了叶片的制造工艺,对叶片强度进行了实际测试。叶片中的麻纤维为可再生绿色天然材料,采用该材料制造叶片,不仅可以节约资源,也可以消除传统制造过程中产生的玻璃纤维粉尘污染,叶片报废后可以进行简单的填埋或焚烧处理。采用天然纤维代替玻璃纤维制造小型风力发电机叶片,具有一定的推广应用价值。 展开更多
关键词 垂直轴风力发电机 复合材料 天然纤维 绿色设计制造
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垂直轴风力发电机技术综述及研究进展 被引量:26
5
作者 杨益飞 潘伟 朱熀秋 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期703-709,共7页
系统阐述了垂直轴风力发电机几种主要类型的结构、原理及应用情况,简要介绍了在提高风能利用率方面所作的性能改进以及垂直轴风力发电机几个关键的组成部分取得的最新研究进展,指出垂直轴风力发电机是今后风力发电发展的主要方向。最后... 系统阐述了垂直轴风力发电机几种主要类型的结构、原理及应用情况,简要介绍了在提高风能利用率方面所作的性能改进以及垂直轴风力发电机几个关键的组成部分取得的最新研究进展,指出垂直轴风力发电机是今后风力发电发展的主要方向。最后,针对目前垂直轴风力发电机研究现状的不足之处,提出了需要进一步研究的问题。 展开更多
关键词 垂直轴风力发电机 性能 结构 关键技术
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垂直轴风力发电机结构研究进展 被引量:15
6
作者 陈兴华 吴国庆 +4 位作者 曹阳 茅靖峰 张旭东 张玉梅 迟晓妮 《机械设计与制造》 北大核心 2011年第8期84-86,共3页
与水平轴风力发电机相比,垂直轴风力发电机具有结构对称、风能利用率高、噪音低等优点,有着较为广阔的市场前景。首先对垂直轴与水平轴风力机作了比较,分析了垂直轴风力发电机的特点,简要地概述了垂直轴风力机的先后发展,分别介绍了常... 与水平轴风力发电机相比,垂直轴风力发电机具有结构对称、风能利用率高、噪音低等优点,有着较为广阔的市场前景。首先对垂直轴与水平轴风力机作了比较,分析了垂直轴风力发电机的特点,简要地概述了垂直轴风力机的先后发展,分别介绍了常见的萨渥纽斯阻力型、达里厄型及其变形结构等垂直轴风力机的结构,阐述了国内外学者对垂直轴风力机结构的研究现状,最后简要地分析了设计垂直轴风力机所面临的主要问题。 展开更多
关键词 垂直轴风力发电机 风力发电 聚能装置
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一种分段式结构的变桨距垂直轴风力发电机研究 被引量:2
7
作者 戴湘晖 徐海波 +5 位作者 赵南 钱秉文 刘恒泽 李名锐 薛斌杰 马坤 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2013年第2期112-118,共7页
针对国内风电频率不稳定的问题,提出了一种分段式结构的变桨距垂直轴风力发电机方案.简要介绍了该变桨距垂直轴风力发电机的特点,并采用叶素理论和数值仿真方法对其气动性能进行了研究,结果表明此结构的变桨距垂直轴风力发电机在变桨距... 针对国内风电频率不稳定的问题,提出了一种分段式结构的变桨距垂直轴风力发电机方案.简要介绍了该变桨距垂直轴风力发电机的特点,并采用叶素理论和数值仿真方法对其气动性能进行了研究,结果表明此结构的变桨距垂直轴风力发电机在变桨距性能及叶片的强度和刚度方面更加优越,相信将对我国风力发电的发展起到一定的推动作用. 展开更多
关键词 变桨距垂直轴风力发电机 叶素理论 变桨距性能 风力发电
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智能变桨垂直轴风力发电机的变桨规律设计 被引量:7
8
作者 张立勋 张松 +4 位作者 焦启飞 王晓宇 陈志明 梁迎彬 杨勇 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1427-1433,共7页
前期制作了一台智能变桨垂直轴风力发电机样机,经自然条件下的发电实验发现,该样机只能在小于1.0的低尖速比范围内运行,无法成功自起进入高尖速比运行区。对此,经过深入的理论分析发现智能变桨垂直轴风力发电机的两个问题:一是风力机仅... 前期制作了一台智能变桨垂直轴风力发电机样机,经自然条件下的发电实验发现,该样机只能在小于1.0的低尖速比范围内运行,无法成功自起进入高尖速比运行区。对此,经过深入的理论分析发现智能变桨垂直轴风力发电机的两个问题:一是风力机仅凭某一尖速比下的最优变桨规律无法自起;二是最优变桨规律中存在不连续现象,具有不可实现性。通过建立整体的变桨规律曲面,人工修正变桨规律中的不连续部分,对最优变桨规律进行改进设计。最后采用双多流管理论对所设计的变桨规律进行力矩特性分析和发电预测,分析显示采用该变桨规律的垂直轴风力机能够可靠自起且高效发电。 展开更多
关键词 垂直轴风力发电机 变桨 变桨规律 双多流管模型
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基于频域分析垂直轴风力发电机组旋转主轴的风致动力疲劳 被引量:3
9
作者 李春祥 胡文悌 +1 位作者 代泽兵 卞祥 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第7期166-168,195,共4页
使用ANSYS有限元软件研究在风荷载作用下垂直轴风力发电机组(Vertical-axis wind turbine,VAWT)主轴在旋转状态下的风致动力疲劳问题。首先,在频域内,研究在脉动风作用下机组旋转主轴(转速为15.5m/s)三个关键位置处的风动力响应特性。然... 使用ANSYS有限元软件研究在风荷载作用下垂直轴风力发电机组(Vertical-axis wind turbine,VAWT)主轴在旋转状态下的风致动力疲劳问题。首先,在频域内,研究在脉动风作用下机组旋转主轴(转速为15.5m/s)三个关键位置处的风动力响应特性。然后,基于机组旋转主轴风动力响应的计算与分析,对机组旋转主轴进行风致动力疲劳分析,计算其疲劳寿命耗用系数,以评价该机组旋转主轴的工作状况。 展开更多
关键词 旋转 垂直轴风力发电机 动力响应 ANSYS软件 疲劳寿命 风荷载
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壁面参数对垂直轴风力发电机流体仿真的效果分析 被引量:3
10
作者 汪志成 纪李文 +1 位作者 周书民 乔国栋 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2015年第12期43-46,共4页
在风力发电机的空气动力学性能仿真中,网格划分对仿真结果具有较大的影响。针对这一问题,对垂直轴风力发电机进行二维数值模拟。通过改变网格的疏密程度来改变叶片附近壁面参数Y+,获得不同的流场特性,得出壁面参数Y+对于垂直轴风力发电... 在风力发电机的空气动力学性能仿真中,网格划分对仿真结果具有较大的影响。针对这一问题,对垂直轴风力发电机进行二维数值模拟。通过改变网格的疏密程度来改变叶片附近壁面参数Y+,获得不同的流场特性,得出壁面参数Y+对于垂直轴风力发电机空气动力学性能仿真的影响,为后续的研究提供参考。 展开更多
关键词 垂直轴风力发电机 壁面参数Y+ 仿真分析 Fluent软件
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Savonius-L型垂直轴风力机结构优化与性能分析
11
作者 杜深慧 谢奇龙 +2 位作者 孙仲淳 谷越阳 高亦凡 《可再生能源》 北大核心 2025年第10期1339-1345,共7页
为更好地满足小型风力发电系统的需求,文章对传统Savonius型风力机进行了改进,设计了一种具有更高风能利用率(C_(p))和更好性能的Savonius-L型垂直轴风力机。利用Solidworks软件搭建了风轮模型,基于SIMPLCE算法和标准的k-ε湍流模型在AN... 为更好地满足小型风力发电系统的需求,文章对传统Savonius型风力机进行了改进,设计了一种具有更高风能利用率(C_(p))和更好性能的Savonius-L型垂直轴风力机。利用Solidworks软件搭建了风轮模型,基于SIMPLCE算法和标准的k-ε湍流模型在ANSYS CFX软件中对风轮结构进行仿真优化,以提高C_(p)为目标,选择合适的叶片数目和叶片弯曲角度(β),并与传统Savonius型风轮进行对比分析。研究结果表明,4叶片、叶片β为45°的风轮结构C_(p)最高,可达0.281,风轮的C_(p)整体上高于传统Savonius型风力机。从流场分析可知,叶片β为45°的B型风轮压力分布集中且数值较大。在风力发电实验中,Savonius-L型风力机启动性能好、运行稳定、发电电压幅值高,综合性能最优。 展开更多
关键词 Savonius-L型垂直轴风力 风轮模型 风能利用率 风力发电 小型风力发电系统
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垂直轴风力发电机叶片气动性能研究 被引量:4
12
作者 戴湘晖 徐海波 《机械设计与制造》 北大核心 2011年第2期259-260,共2页
性能优越的垂直轴风力发电机正越来越受到关注。优良的风叶是使垂直风力发电机获得最大风能利用系数和良好经济效益的基础。垂直风力发电机叶型的气动性能研究是当前叶片设计的重要内容。利用ANSYS FLUENT12.0对NACA4412、FX76MP12、DU8... 性能优越的垂直轴风力发电机正越来越受到关注。优良的风叶是使垂直风力发电机获得最大风能利用系数和良好经济效益的基础。垂直风力发电机叶型的气动性能研究是当前叶片设计的重要内容。利用ANSYS FLUENT12.0对NACA4412、FX76MP12、DU86-137-25以及C型四种不同叶片的气动性能进行了仿真和分析,得出C型叶片相对其他三种叶片有着更好的气动性能,能为垂直风力发电机叶片的设计起到指导作用。 展开更多
关键词 垂直轴风力发电机 叶片 气动性能
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采用双曲柄调距机构的垂直轴风力发电机机理研究与样机设计 被引量:5
13
作者 廉正光 《机械设计》 CSCD 北大核心 2016年第8期100-104,共5页
针对传统垂直轴风力发电机存在的低速启动力矩小和风能利用效率低的问题,提出了一种新型可变桨距的垂直轴风力发电机机理。该风力发电机采用双曲柄调距机构及双偏心轴牵引机构实现桨叶桨距角的周期性变化和牵引点位置的调整。首先对该... 针对传统垂直轴风力发电机存在的低速启动力矩小和风能利用效率低的问题,提出了一种新型可变桨距的垂直轴风力发电机机理。该风力发电机采用双曲柄调距机构及双偏心轴牵引机构实现桨叶桨距角的周期性变化和牵引点位置的调整。首先对该机构进行运动学分析,证明其调距功能满足正弦规律,然后对机构进行了详细设计并完成了原理样机的制造和测试,证明文中所提出的风力发电机机理正确可行。该文的研究和设计工作为今后新型垂直轴风力发电机的探索和研制提供了有益参考。 展开更多
关键词 变桨距 调距机构 垂直轴风力发电机 风电效率
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新型垂直轴风力发电机的关键技术探讨 被引量:6
14
作者 张立军 孙明刚 《机床与液压》 北大核心 2014年第8期1-2,8,共3页
简要叙述了目前垂直轴风力发电机的特点,并对目前常用垂直轴风力发电机结构中风轮、传动机构、塔架等重要部件的技术现状进行了分析与介绍。在此基础上,指出了目前垂直轴风力发电机存在的重要技术问题,并针对性地提出了相关建议。
关键词 风能 垂直轴风力发电机 传动机构 塔架
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垂直轴风力发电机液压传动与控制关键技术研究 被引量:3
15
作者 张立军 张明明 胡义娥 《机床与液压》 北大核心 2016年第2期82-83,120,共3页
提出多级垂直轴风力发电机液压恒频发电技术。以电动机模拟风轮,建立了液压系统原理图,并解决了内曲线马达自吸能力差、两路高效合流困难等问题。实验结果表明:系统能够输出(50±0.2)Hz的、满足并网要求的近似恒频的交流电。
关键词 垂直轴风力发电机 液压传动与控制 恒频 高效合流
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用双圆盘-多流管数学模型分析H-型垂直轴风力发电机气动特性的研究
16
作者 杜静 颜益峰 +1 位作者 李成武 何玉林 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1958-1964,共7页
基于叶素动量理论,通过Matlab/Simulink建立双圆盘-多流管数学模型。给出一种分析H-型垂直轴风力发电机组空气动力学特性的方法,利用该数学模型得到不同实度及叶尖速比时风力机具有的攻角特性、切向力特性、法向力特性。通过与实验数据... 基于叶素动量理论,通过Matlab/Simulink建立双圆盘-多流管数学模型。给出一种分析H-型垂直轴风力发电机组空气动力学特性的方法,利用该数学模型得到不同实度及叶尖速比时风力机具有的攻角特性、切向力特性、法向力特性。通过与实验数据和单流管模型计算结果进行对比,证实了该方法的准确性及优越性。 展开更多
关键词 H-型垂直轴风力发电机 双圆盘-多流管模型 空气动力学特性 叶素动量理论
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垂直轴风力发电机主轴结构优化设计 被引量:10
17
作者 何大伟 吴国庆 +1 位作者 陆彬 张旭东 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第2期199-201,205,共4页
在全面分析垂直轴风力发电机主轴结构和受力的基础上,运用ANSYS Workbench建立垂直轴风力发电机主轴的参数化有限元模型。以主轴的强度和刚度为约束条件,以主轴质量最小为目标。对主轴的内径、支承跨距、轮辐与支承的距离和轮辐跨距进... 在全面分析垂直轴风力发电机主轴结构和受力的基础上,运用ANSYS Workbench建立垂直轴风力发电机主轴的参数化有限元模型。以主轴的强度和刚度为约束条件,以主轴质量最小为目标。对主轴的内径、支承跨距、轮辐与支承的距离和轮辐跨距进行了优化计算。并对优化前后结果进行了对比分析。计算结果表明:垂直轴风机主轴结构优化后,在保证各项力学性能的前提下,主轴质量得到较大幅度的减小。从而降低了主轴的生产成本,提高了垂直轴风力发电机的市场竞争力。 展开更多
关键词 垂直轴风力发电机 主轴 优化设计 ANSYS WORKBENCH
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垂直轴风力发电机多参数效率实验及仿真 被引量:1
18
作者 刘明 张洛明 刘本学 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第6期178-180,共3页
从影响垂直轴风力发电机风轮效率的诸多因素中选取了叶片数目n、安装角度α、叶片曲率半径R和叶片宽度B作为参数,采用正交试验与单因素轮换试验相结合法进行了多参数效率实验,得到叶轮直径320mm时,n=8,B=90mm,R=75,α=25°的一组最... 从影响垂直轴风力发电机风轮效率的诸多因素中选取了叶片数目n、安装角度α、叶片曲率半径R和叶片宽度B作为参数,采用正交试验与单因素轮换试验相结合法进行了多参数效率实验,得到叶轮直径320mm时,n=8,B=90mm,R=75,α=25°的一组最优参数值。并运用fluent软件对风机流场进行了仿真,经与实验结果对比,两者吻合良好,从而证明了仿真与实验结果相结合的方法的可行性。又运用仿真方法给出了垂直轴风力发电机风轮的参数选择依据,为以后的设计提供了参考数据。 展开更多
关键词 垂直轴 风力发电机 效率 FLUENT 三维仿真
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基于风洞试验和仿真的垂直轴风力发电机的湍流模型分析 被引量:2
19
作者 杨燕昭 郭志平 +1 位作者 张艳锋 李庆安 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第10期133-135,139,共4页
对于湍流的计算一直是流体力学领域的难点,而垂直轴风力发电机周围流场的湍流非常复杂,对其CFD仿真模拟选取湍流模型一直各抒己见。选取目前使用最为广泛的SST k-ω、Realize k-ε、RNG k-ε和标准k-ε湍流模型进行CFD仿真,模拟双叶片... 对于湍流的计算一直是流体力学领域的难点,而垂直轴风力发电机周围流场的湍流非常复杂,对其CFD仿真模拟选取湍流模型一直各抒己见。选取目前使用最为广泛的SST k-ω、Realize k-ε、RNG k-ε和标准k-ε湍流模型进行CFD仿真,模拟双叶片直线翼垂直轴风力发电机的叶片表面压力分布和单叶片转矩系数,并与采用高速多点压力测量仪和力矩传感器测量的实验数据进行对比分析。其结论为,在叶片失速区,采用标准k-ε和Realize k-ε湍流模型CFD仿真模拟的结果与实验值拟合度很低;当叶片处于深度失速区时,采用RNG k-ε湍流模型CFD仿真模拟的结果与实验结果拟合度最高,而在轻失速区时,采用SST k-ω湍流模型模拟得到的值与实验测量值拟合度最好。从单叶片转矩系数角度分析可得,采用SST k-ω湍流模型模拟得到的值与实验测量值拟合度最好。 展开更多
关键词 垂直轴风力发电机 SST k-ω Realize k-ε RNG k-ε 标准k-ε湍流模型
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小型风力发电机组叶片模态分析 被引量:7
20
作者 李书文 郭明 祝磊 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1114-1118,共5页
小型风力发电机组的叶片常年承受动态荷载。为研究其动力特性,以某小型风力发电机组叶片为研究对象,通过叶片振动试验测试其频率和振型,并运用ANSYS有限元分析软件建模分析其模态,有限元结果与试验结果接近。该文的研究可为小型风力发... 小型风力发电机组的叶片常年承受动态荷载。为研究其动力特性,以某小型风力发电机组叶片为研究对象,通过叶片振动试验测试其频率和振型,并运用ANSYS有限元分析软件建模分析其模态,有限元结果与试验结果接近。该文的研究可为小型风力发电机组叶片动力特性分析提供参考。 展开更多
关键词 风能 小型风力发电机 叶片 振动试验 有限元模型 模态分析
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