风力机计算机辅助设计

介绍了用计算机处理气象资料，为风力机设计提供数据，用优化设计决定风力机的参数，用计算机辅助设计设计风轮和计算工作特性的方法。     

叶片尾缘加弯板垂直轴风力机转矩特性数值模拟

文章提出一种在叶片尾缘加装弯板改善直线翼垂直轴风力机叶片周围流场,提高风力机转矩特性的方法。选取NACA0024和NACA0012两种直线翼垂直轴风力机常用翼型,利用数值模拟计算包括不加装弯板在内具有7种弯板长度2叶片直线翼垂直轴风力机输出转矩特性和静态起动转矩特性。结果表明,在NACA系列对称翼型尾缘加弯板叶片可在一定程度上改善直线翼垂直轴风力机输出转矩特性和静态起动特性。叶片尾缘加装弯板后可在某些旋转角下改变叶片上下表面压力分布,减少涡旋和流动分离产生,提高叶片气动特性,改善风力机转矩特性。研究发现,弯板长度为弦长40%风力机转矩特性改善效果最好,最大输出转矩系数较无弯板风力机提高17%,静态平均起动转矩提高26.4%。     

大型永磁直驱风力发电机变桨距控制的研究

随着风力机单机容量的不断增加,变桨矩控制起动、制动和输出均具有明显优势。特别在高于额定风速时,变桨距控制方式是一种行之有效的控制方法,能够使发电机的输出功率保持在额定功率附近。其控制原理是通过改变桨叶的角度而改变攻角,从而叶片的气动性能、发电机的电气性能及二者的协调特性均发生改变,限制了风力机在额定风速以上对风能的吸收。本文通过在Matlab/Simulink环境下仿真实验研究,当风速上下波动时,通过设计的滞环比较器使风机的变桨距系统性能得以平稳。并且就风速分布差异导致的风轮输出转矩脉动产生的桨距角脉动而影响电能质量做了详尽分析。结果表明,变桨距控制对风机的动态性能具有良好的改善效果。     

垂直轴风力机直驱热泵压缩机匹配特性研究

风能供热是多风寒冷地区,减少雾霾有效途径之一。针对垂直轴风力机直驱热泵压缩机系统,分析300 W垂直轴风力机输出和开启式涡旋压缩机输入扭矩及功率特性,研究不同风速下垂直轴风力机与开启式涡旋压缩机特殊匹配特性。根据效率理论分析匹配特性,系统选型设计时垂直轴风力机输出功率应略高于压缩机所需输入功率,通过选择合理变速比,获得垂直轴风力机设计参数,实现系统按额定工况运行。为风能供热系统参数选型提供理论参考。     

共轴式双风轮风力机输出转速的研究

风力机的转速随风速的大小而变化,为使输出转速的波动性减小,必须设置复杂而笨重的调速系统。本文以差动轮系传动理论为根据,提出了新的调速方案。用共轴式双风轮可在毋须设置调速机构的条件下,实现恒转速输出。用该方案所设计的风力机具有多种优越性。     

风能的集聚

对于如何提高风力机性能和利用小风的问题上,鸟类却为人们作出了解答。德国科学家发现,鸟类会将其翼端的羽毛散开而产生螺旋状气流,以有助于飞翔。根据这一原理,这些科学家已研制出一种称为“聚风透镜”的装置,它能使风力机的性能提高8倍。据称,这就可能克服风力资源大规模开发利用中的一个主要障碍,使风能成为一种有效的代用能源。对于大型风力机来说,如果其风轮的转速低于20     

游梁式抽油机变频调速技术改造及应用

抽油机是油田上最常用的石油开采机械,其用电量约占油田总用电量的40%,且总体效率很低,一般在30%左右。抽油机起动初始状态要求拖动电机的起动力矩是其实际负载的3～4倍,甚至更大。起动力矩是抽油机选配电机的第一要素,当起动力矩适用时负载功率必然匹配不佳,且运行负载功率都远小于电机的额定功率。为节省能耗,提高采油效率及产量,对游梁式抽油机进行了交流变频调速技术改造。     

浓缩风能型风力发电机多叶片风轮模态分析

以六叶片结构的浓缩风能型风力发电机风轮为研究对象,采用锤击法对单叶片、三叶片、六叶片风轮进行模态分析,得到其试验模态参数。试验结果表明:随着叶片数量的增加,风轮一阶挥舞固有频率的个数增多,共振的概率变大,虽然振型整体为挥舞振型,但同一风轮中的各叶片的振动幅值存在差异,导致风轮的振动形式变得更加复杂。浓缩风能型风力发电机六叶片风轮转动频率6.67 Hz及其6倍频率40.02 Hz避开了共振区间在71.14-108.32 Hz,风轮共振几率较小,为后续浓缩风能型风力发电机风轮研究提供依据。     

鼓形与圆柱形杆齿式纵轴流脱粒滚筒功耗对比试验

为降低功耗,同时减少脱粒滚筒堵塞,提高水稻联合收获机收获效率,设计了一种鼓形杆齿式纵轴流脱粒滚筒,并对其功耗进行了仿真与试验研究。以具有相同外部尺寸的圆柱形杆齿式纵轴流脱粒滚筒为对照,以脱粒滚筒旋转轴总力矩为试验指标,进行了基于离散元法的对比试验,结果显示：相同喂入量下,2种结构的脱粒滚筒旋转轴总力矩存在明显差异,鼓形滚筒旋转轴总力矩小于圆柱形滚筒,且随喂入量增大,差异越大。与仿真条件一致的2种脱粒滚筒结构功耗对比台架试验结果表明,在喂入量为0.8~1.6 kg/s时,随喂入量增加,滚筒功耗增大,与相同外部尺寸的圆柱形滚筒相比,鼓形结构的脱粒滚筒功耗平均降低5%~15%。     

淮阴泵站起动试验研究

现场实测虹吸流道泵系统起动过渡过程电动机定子端电压、泵机组转速、虹吸流道内水位和气压等瞬态值,分析得出计算泵系统起动动态参数数学模型,为大型泵站设计和管理提供科学依据。     

河北省太行山区风能资源探讨

本文根据在太行山区专设的测风点和山区各县气象站的风况资料,采用两参数威泊尔(Weibull)分布模拟有效风速范围内的风速频率分布进行估算,得出了较详细的河北省太行山区风能分布情况,对过去认为该区风能资源贫乏不能利用的结论提出了不同的看法,认为河北省太行山大部分地区的风能,在全年或某季节有利用价值。     

四川省布拖县风能资源局地调查评估

采用四川省布拖县2012年1月1日-2012年12月31日期间的A和B测风70m和10m高度实测逐时数据,通过布拖县气象站1981-2010年间的逐时风速观测数据,用长年代法进行订正和推算,对该研究区域风能资源参数进行计算.结果表明:A测风塔区域10m高度风能资源应用于并网风力发电为"好"的等级,B测风塔区域70m和10m高度分别为"好"和"很好"的等级,具有较好开发潜力,且风能和风向较为集中,有利于风机布设.测风塔地处高海拔地形较为平坦的山脊地带,临近公路,不占用耕地,气候较为温和,利于风电场修建.     

利用微风发电节能环保造福社会

目前开发商都在开发大型风场,而可直接利用的小型风场,确被人们忽略,使在身边的可利用资源造成浪费。通过大量的监测和实地进行试验,开发出成本几乎为零的风力发电设备,满足了人们的生活需求。因此我们在实地监测试验的活动中总结出了:"巧夺天工、无中生有、借鸡下蛋"的实施方案。     

登陆台风产生江苏大风的动力学诊断

研究了0515号登陆台风“卡努（Khanun）”产生江苏大风的动力机理,采用物理量诊断方法,对“卡努”产生江苏大风的发生发展机制进行了研究。结果表明,矢量风场可以分解为涡度风、散度风、伸长变形风及切变变形风 涡度风是台风的基本风场,对台风风场的维持与发展起主要作用,也是产生江苏大风的主要风场 散度风对台风水平风场的贡献最小,它是低层产生辐合上升运动的主要动力因子,而对于台风外围大风强度的差异与变化,变形项起着更为明显的作用 变形项对台风的转向起主要作用。     

风帆体型建筑表面风压的分布特征研究

针对典型风帆体型建筑的风荷载采用风洞试验方法进行研究,给出典型风向下风帆建筑的平均风压和脉动风压的分布特征,探讨该体型建筑产生此类分布的原因,并分析围护结构设计时风帆体型建筑的最不利受风区域.研究表明：风帆容易形成“前压后吸”的风压分布,对于迎风面积大、厚度却相对较小的风帆建筑整体抗风较为不利;脉动风压系数与平均风压系数分布规律较为相似,背风区的风压脉动小于侧风区;当风帆建筑锋利边缘处于侧迎风时,来流风会在锋利边缘发生显著的气动分离,使得该区域出现极大的负压.     

基于BP网络的飞行器解耦设计

在大气边界层风洞中对某高层住宅建筑模型进行了风压分布风洞试验,分析了单体及受扰后建筑表面风压的分布特性.结果表明：凹形立面同高度处风压的相关性高,双层悬挑屋檐中,上层受负风压控制,下层受正风压控制,顶部玻璃挡板也受正风压控制;建筑物的风压分布受周边建筑及地形的干扰后产生较大变化,尤其是1倍于干扰物高度范围内,脉动风压的大小及分布的改变十分明显;受扰后,建筑物的最小极小风压增大了28%.     

具有内部交易的多头交易博弈

进行了8种坡度下单个三维山体的模型风洞试验，讨论了山体各位置脉动风速谱的变化规律，以及坡度对脉动风速谱的影响.结果表明：背风面山脚0.8 h高度以下位置，脉动风速功率谱与来流风速谱相比，功率谱峰值明显增大，峰值频率向高频移动，单峰特征明显，频带变窄.除此以外的背风面其他位置、迎风面以及山顶位置的脉动风速功率谱与来流风速谱基本一致.提出了山体背风面脉动风速能量由来流湍流能量和山体尾流涡旋能量构成的思想，将来流脉动风速谱与涡旋谱进行分离，并根据试验数据拟合，提出了保守的涡旋谱的计算公式.根据不同坡度山体的试验，得出了0.5为涡旋产生与否的临界坡度.     

寒冷地区风能资源测量与风力发电可行性分析

利用适用于寒冷地区的超声波式风速风向测量系统,采集了东北农业大学校园内2009年全年的风能资源数据.采用风资源评估理论对风资源进行了分析,确立了在寒冷地区进行风能资源调查的方法.通过计算年平均风速和风向、风速频率、风功率密度等参数,并估算风力机的年发电量及设备利用率,论证了风力发电的可行性.研究为地处寒冷地区的农业大省...     

旋风式风机的试验研究

旋风式谷物干燥系统是风力在农业中应用的新设施,本文论述了旋风式风机各参数对拔风性能的关系,求得影响拔风性能的主次参数和参数间的交互作用,建立了拔风性能和各参数间的回归方程,得出参数的较佳组合,为旋风机的没计及干燥系统的改进提供了依据。     

浓缩风能型风力发电机流场仿真与实验研究

以浓缩风能型风力发电浓缩装置为研究对象,进行了CFD计算和实验验证,结果表明仿真与实验很好的吻合.仿真与实验结果是浓缩装置内流速与来流的风速增加等级基本相近;浓缩装置内的流场以中心轴为轴对称的环形分布流场;工作段(中央圆筒)处呈现以轴为圆心随半径加大风速逐渐增加,近壁面形成一层薄薄的边界层,边界层内速度急剧下降,直到壁面的速度为零.