發(fā)布時(shí)間：2020-12-18 06:06

　　近年來，不斷增加的環(huán)境污染、激增的能源需求和礦物燃料的持續(xù)減少，使人們對(duì)可再生能源的關(guān)注顯著提高。在這些能源中，風(fēng)能是較廉價(jià)并且發(fā)展最快的可再生能源。因此人們進(jìn)行了大量的工作來研究如何有效得利用這種能源，其中風(fēng)力機(jī)是最主要的一種形式。風(fēng)力機(jī)主要分為水平軸風(fēng)力機(jī)和垂直軸風(fēng)力機(jī)，與水平軸風(fēng)力機(jī)相比，垂直軸風(fēng)力機(jī)具有無需對(duì)風(fēng)、易維護(hù)、葉片結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)越來越受到人們的重視。垂直軸風(fēng)力機(jī)主要分為阻力型風(fēng)力機(jī)、升力型風(fēng)力機(jī)和組合型風(fēng)力機(jī)。本課題綜合阻力型和升力型風(fēng)力機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，提出了一種自適應(yīng)阻升轉(zhuǎn)換垂直軸風(fēng)力機(jī)（VAWT-SDLC），該風(fēng)力機(jī)克服了傳統(tǒng)阻力型風(fēng)力機(jī)效率低和升力型風(fēng)力機(jī)起動(dòng)困難的缺點(diǎn)。本文對(duì)該風(fēng)力機(jī)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和理論分析，并建立了工作模式判定模型和性能預(yù)測模型。本文首先研制了VAWT-SDLC原理樣機(jī)及其性能測試裝置。風(fēng)力機(jī)主要由葉片、支撐臂和軸承座幾部分組成，明顯特征是每組葉片都由活動(dòng)葉片和固定葉片組成，活動(dòng)葉片可以根據(jù)風(fēng)速和轉(zhuǎn)速的情況進(jìn)行開合，使風(fēng)力機(jī)實(shí)現(xiàn)工作模式的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。測試裝置包括風(fēng)洞、風(fēng)力機(jī)本體和測試系統(tǒng)，測試系統(tǒng)可以進(jìn)行風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩采集，輸出信號(hào)可通... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的來源及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)及其動(dòng)態(tài)特性
        1.2.2 升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)及其動(dòng)態(tài)特性
        1.2.3 組合型垂直軸風(fēng)力機(jī)及其動(dòng)態(tài)特性
        1.2.4 垂直軸風(fēng)力機(jī)的性能預(yù)測模型
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 自適應(yīng)阻升轉(zhuǎn)換垂直軸風(fēng)力機(jī)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 自適應(yīng)阻升轉(zhuǎn)換垂直軸風(fēng)力機(jī)
        2.2.1 低風(fēng)速運(yùn)行原理
        2.2.2 高風(fēng)速運(yùn)行原理
    2.3 風(fēng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.4 氣動(dòng)性能測試系統(tǒng)
    2.5 課題主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
        2.5.1 自起動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)
        2.5.2 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩實(shí)驗(yàn)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 自適應(yīng)阻升轉(zhuǎn)換垂直軸風(fēng)力機(jī)阻力模式下的性能預(yù)測模型
    3.1 引言
    3.2 葉片運(yùn)動(dòng)分析
        3.2.1 葉片組運(yùn)動(dòng)分析
        3.2.2 活動(dòng)葉片運(yùn)動(dòng)分析
    3.3 基于葉素理論的葉片受力分析
        3.3.1 第一區(qū)域葉片的受力分析
        3.3.2 第二區(qū)域葉片的受力分析
        3.3.3 第三區(qū)域葉片的受力分析
        3.3.4 風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)矩和功率
    3.4 誘導(dǎo)速度因子的求解
        3.4.1 動(dòng)量定理
        3.4.2 雙盤面多流管模型
    3.5 模型的驗(yàn)證
    3.6 本章小結(jié)
第4章 自適應(yīng)阻升轉(zhuǎn)換垂直軸風(fēng)力機(jī)的自起動(dòng)特性研究
    4.1 引言
    4.2 風(fēng)力機(jī)的自起動(dòng)
    4.3 自適應(yīng)阻升轉(zhuǎn)換垂直軸風(fēng)力機(jī)的靜態(tài)自起動(dòng)特性
        4.3.1 VAWT-SDLC 與 Darrieus 直葉片風(fēng)力機(jī)的對(duì)比研究
        4.3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)自適應(yīng)阻升轉(zhuǎn)換垂直軸風(fēng)力機(jī)的影響
    4.4 自適應(yīng)阻升轉(zhuǎn)換垂直軸風(fēng)力機(jī)的動(dòng)態(tài)自起動(dòng)特性
        4.4.1 葉片數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)自起動(dòng)的影響
        4.4.2 直徑對(duì)動(dòng)態(tài)自起動(dòng)的影響
        4.4.3 風(fēng)速對(duì)動(dòng)態(tài)自起動(dòng)的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 自適應(yīng)阻升轉(zhuǎn)換垂直軸風(fēng)力機(jī)的阻升轉(zhuǎn)換特性研究
    5.1 引言
    5.2 工作模式判定數(shù)學(xué)模型的建立
        5.2.1 工作模式的定義
        5.2.2 活動(dòng)葉片最易展開的位置
        5.2.3 氣流對(duì)活動(dòng)葉片的推動(dòng)力
        5.2.4 活動(dòng)葉片受到的離心力
        5.2.5 工作模式判定函數(shù)及其求解方法
    5.3 工作模式判定數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證
        5.3.1 工作模式的風(fēng)洞測試
        5.3.2 模型計(jì)算結(jié)果
    5.4 阻升轉(zhuǎn)換特性的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)研究
        5.4.1 葉片數(shù)對(duì)阻升轉(zhuǎn)換特性的影響
        5.4.2 直徑對(duì)阻升轉(zhuǎn)換特性的影響
        5.4.3 風(fēng)速對(duì)阻升轉(zhuǎn)換的影響
    5.5 本章小結(jié)
第6章 自適應(yīng)阻升轉(zhuǎn)換垂直軸風(fēng)力機(jī)動(dòng)態(tài)輸出特性的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)研究
    6.1 引言
    6.2 VAWT-SDLC 與 Darrieus 風(fēng)力機(jī)功率的對(duì)比研究
        6.2.1 2 葉片風(fēng)力機(jī)的對(duì)比研究
        6.2.2 3 葉片風(fēng)力機(jī)的對(duì)比研究
        6.2.3 4 葉片風(fēng)力機(jī)的對(duì)比研究
    6.3 葉片數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)輸出特性的影響
        6.3.1 葉片數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩輸出性能的影響
        6.3.2 葉片數(shù)對(duì)功率輸出性能的影響
    6.4 直徑對(duì)動(dòng)態(tài)輸出特性的影響
        6.4.1 直徑對(duì)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩輸出性能的影響
        6.4.2 直徑對(duì)功率輸出性能的影響
    6.5 風(fēng)速對(duì)動(dòng)態(tài)輸出特性的影響
        6.5.1 風(fēng)速對(duì)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩輸出性能的影響
        6.5.2 風(fēng)速對(duì)功率輸出性能的影響
    6.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]低風(fēng)速H型垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片翼型研究[D]. 梅毅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[2]升阻型垂直軸活葉風(fēng)力機(jī)研究[D]. 陳虎.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號(hào)：2923500