为计算叶片呈曲线分布的Darrieus风力机的气动性能,加拿大航空航天研究所 (National Research Council-Institute for Aerospace Research,NRC-IAR) 工程师R.J.Templin于1974年提出了基于动量定理的单盘面单流管模型。该模型将风力机的风轮简化为被一个流...[继续阅读]

    (1) 流体为正压、不可压缩、无旋的定常流动。(2) 各流管之间的流动互不干涉,彼此互相独立。(3) 流动是稳定的。(4) 流体的流动方向与风轮主轴的方向垂直。...[继续阅读]

    由于风轮的扰动, 假设流管中产生的平均阻力为, 流管中绝对风速为vs, 流管的截面面积为As,根据式 (2-20),可表示为计算作用在叶片单元上的力,假设风轮有N个叶片,在旋转过程中,叶片单元通过流管时受到的气动力为Fx,注意到每个叶片每...[继续阅读]

    从式 (2-42) 中可以看出,单叶片上的气动力可通过求解流管中的风速与上游风速的比求出。该气动力沿着流管中气流反方向,可分解为沿着风轮转动方向的切向作用力FT和垂直于该转动方向的法向作用力FN,叶素作用力示意如图2-6所示,以...[继续阅读]

    攻角和翼型横截面上的相对速度关系可以通过图2-7叶素相对速度向量的关系得到,进而可以得到攻角的表达式为叶素翼型截面上的相对速度vR可表示为vRsinα=vssinψsinδ (2-50)(a) 叶素旋转轨迹俯视图(b) A—A剖视图图2-7 叶素相对速度向量...[继续阅读]

    首先定义诱导因子a为将式 (2-51) 与式 (2-42)、式 (2-43) 联立,得到气流流动方向上的动量方程为以式 (2-52) 为基础方程,通过迭代方法求解流管中的动量方程。F*x为诱导因子a的函数,迭代求解该函数可近似求解a,其中求解过程遵循以下程序...[继续阅读]

    通过上述步骤,一旦求解出动量方程,当叶素穿过流管时所产生的扭矩便可以获得,即为了求解给定方位角ψ时的叶片扭矩,必须将每个叶片所划分的叶素单元求解获得的TS进行求和或积分。假设每个叶片被划分了Ns个叶素,每个叶素的长度...[继续阅读]

    1981年美国国家航空航天局 (National Aeronautics and Space Administration,NASA) 工程师Paraschivoiu Ⅰ为评估Darrieus风力机气动性能,提出了双制动盘多流管理论。该理论将风轮旋转域均分为上风向和下风向串联的制动盘,旋转域内的诱导速度可在上...[继续阅读]

    涡方法最早被用于求解直升机空气动力学问题,但是先前的涡瞬态推进算法常存在收敛问题,之后稳定状态的涡尾迹方法被提出。该方法又被分为松弛尾迹法和预定尾迹法。预定涡尾迹法是根据试验数据,先假定涡旋单元的位置,一旦尾...[继续阅读]

    垂直轴风力机自由尾迹涡模型将动叶片看作是由沿其展向一系列的片段组成,单叶素涡系如图2-14所示。翼型叶素用附着涡丝或升力线代替,涡丝及升力线可充分地表达距离翼型弦长一倍以外的流场。基于Helmholtz涡量理论,附着涡与每一...[继续阅读]