| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4-5页 |
| 第一章 绪论 | 第9-23页 |
| 1.1 课题研究背景 | 第9-10页 |
| 1.2 垂直轴风力机的研究进展 | 第10-15页 |
| 1.2.1 垂直轴风力机的分类与发展 | 第10页 |
| 1.2.2 Savonius风力机模型 | 第10-11页 |
| 1.2.3 Darrieus风力机模型 | 第11-15页 |
| 1.2.4 Darrieus与 Savonius混合型风力机 | 第15页 |
| 1.3 数值计算分析方法在垂直轴风力机上的应用进展 | 第15-18页 |
| 1.4 IBM算法的研究进展及其应用 | 第18-20页 |
| 1.4.1 浸入式边界法(IBM)的研究进展 | 第18-19页 |
| 1.4.2 浸入式边界法的相关应用 | 第19-20页 |
| 1.5 本文研究内容及研究意义 | 第20-23页 |
| 第二章 不可压缩流动的控制方程 | 第23-33页 |
| 2.1 不可压缩流体的雷诺时均Naiver-Stokes方程 | 第23-26页 |
| 2.1.1 雷诺时均Naiver-Stokes方程 | 第23-24页 |
| 2.1.2 雷诺应力的求解 | 第24-25页 |
| 2.1.3 雷诺时均方程下的壁面函数 | 第25-26页 |
| 2.2 不可压缩流体大涡模拟方程 | 第26-29页 |
| 2.2.1 大涡模拟方程 | 第26页 |
| 2.2.2 亚格子模型的分类 | 第26-27页 |
| 2.2.3 大涡模拟壁面函数 | 第27-29页 |
| 2.3 网格划分方法总结 | 第29-31页 |
| 2.4 本章小结 | 第31-33页 |
| 第三章 基于有限体积法的垂直轴风力机性能评估 | 第33-53页 |
| 3.1 风力透平模型介绍 | 第33-34页 |
| 3.2 边界条件设置及网格划分 | 第34-35页 |
| 3.3 风洞试验介绍 | 第35-36页 |
| 3.4 结果及分析 | 第36-43页 |
| 3.4.1 风力机合力矩分析及试验验证 | 第36-39页 |
| 3.4.2 基于大涡模拟的风力机空气动力学性能分析 | 第39-43页 |
| 3.4.2.1 叶片力矩分析 | 第39-40页 |
| 3.4.2.2 流场分析 | 第40-42页 |
| 3.4.2.3 功率波动分析 | 第42-43页 |
| 3.5 三维效应对于风力机功率的影响分析 | 第43-46页 |
| 3.6 雷诺数对风力机功率的影响分析 | 第46-49页 |
| 3.7 叶片预倾角对于风力机功率的影响分析 | 第49-51页 |
| 3.8 本章小结 | 第51-53页 |
| 第四章 基于IBM的可压缩流体大涡模拟算法 | 第53-75页 |
| 4.1 可压缩流体大涡模拟方程 | 第53-56页 |
| 4.2 空间离散方法 | 第56-60页 |
| 4.2.1 基本的空间差分格式 | 第56页 |
| 4.2.2 对流项与压力项的Steger-Warming矢通量分裂格式 | 第56-59页 |
| 4.2.3 TVD格式和通量限制器 | 第59-60页 |
| 4.3 时间推进方法 | 第60-61页 |
| 4.4 边界条件的设置 | 第61-63页 |
| 4.5 浸入式边界法 | 第63-70页 |
| 4.5.1 连续力源的浸入式边界法 | 第63-64页 |
| 4.5.2 离散力源的浸入式边界法 | 第64页 |
| 4.5.3 网格点离壁面距离的计算 | 第64-66页 |
| 4.5.4 浸入式边界处理方法 | 第66-70页 |
| 4.6 三维机翼(Eppler387)绕流验证(Re=10~5) | 第70-73页 |
| 4.6.1 不同网格尺度下的叶片识别 | 第71-72页 |
| 4.6.2 计算结果验证 | 第72-73页 |
| 4.7 本章小结 | 第73-75页 |
| 第五章 基于IBM算法的垂直轴风力机性能分析 | 第75-89页 |
| 5.1 数值方法简述及计算域设置 | 第75-76页 |
| 5.2 风力机识别及浸入式边界处理 | 第76-78页 |
| 5.3 非稳态计算及判敛方法 | 第78-79页 |
| 5.4 两种算法的风力机性能结果比较 | 第79-84页 |
| 5.4.1 总功率 | 第79-80页 |
| 5.4.2 压力分布 | 第80-81页 |
| 5.4.3 叶片表面流动分离现象的捕捉 | 第81-82页 |
| 5.4.4 叶顶涡以及二次流的捕捉 | 第82-84页 |
| 5.5 基于IBM算法的直叶片与螺旋叶片风力机性能比较 | 第84-88页 |
| 5.5.1 功率系数分析 | 第84-86页 |
| 5.5.2 流动分离及叶顶涡现象比较 | 第86-88页 |
| 5.6 本章小结 | 第88-89页 |
| 第六章 总结与展望 | 第89-91页 |
| 6.1 研究内容总结 | 第89页 |
| 6.2 研究方向展望 | 第89-91页 |
| 参考文献 | 第91-95页 |
| 致谢 | 第95-96页 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 | 第96-98页 |
