| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-17页 |
| 1.1 课题研究的背景、目的和意义 | 第10-11页 |
| 1.2 风力发电机简介 | 第11-12页 |
| 1.2.1 风力发电机类型 | 第11-12页 |
| 1.2.2 水平轴风力机工作原理和结构组成 | 第12页 |
| 1.3 聚风型风力机的研究现状 | 第12-15页 |
| 1.3.1 国外研究现状 | 第12-14页 |
| 1.3.2 国内研究现状 | 第14-15页 |
| 1.4 课题的主要研究内容 | 第15-17页 |
| 2 CFD数值模拟和叶片设计基本理论 | 第17-24页 |
| 2.1 CFD数值模拟基本理论 | 第17-20页 |
| 2.1.1 流体控制方程 | 第17-19页 |
| 2.1.2 数值求解器的选择 | 第19-20页 |
| 2.2 叶片设计基本气动理论 | 第20-23页 |
| 2.2.1 贝茨（Betz）理论 | 第20-21页 |
| 2.2.2 涡流理论 | 第21-22页 |
| 2.2.3 动量理论 | 第22页 |
| 2.2.4 叶素理论 | 第22-23页 |
| 2.3 聚风型水平轴风力机总体设计方案 | 第23页 |
| 2.4 本章小结 | 第23-24页 |
| 3 聚风罩结构参数的寻优设计 | 第24-37页 |
| 3.1 聚风罩基本概念 | 第24-25页 |
| 3.1.1 聚风罩外形设计 | 第24-25页 |
| 3.1.2 聚风原理分析 | 第25页 |
| 3.2 聚风罩结构的寻优设计 | 第25-36页 |
| 3.2.1 聚风罩内部流场模型 | 第25-26页 |
| 3.2.2 仿真试验设计（DOE） | 第26-27页 |
| 3.2.3 数值模拟计算及结果 | 第27-29页 |
| 3.2.4 收缩角和长度对聚风罩性能的影响规律 | 第29-34页 |
| 3.2.5 基于序列二次规划算法的寻优设计 | 第34-36页 |
| 3.2.6 聚风罩最优组合的性能验证 | 第36页 |
| 3.3 本章小结 | 第36-37页 |
| 4 叶片气动外形设计及模态分析 | 第37-53页 |
| 4.1 叶片的基本知识 | 第37-40页 |
| 4.1.1 翼型关键参数 | 第37-38页 |
| 4.1.2 Glauert叶片设计模型 | 第38页 |
| 4.1.3 翼型的气动特性分析 | 第38-40页 |
| 4.2 叶片气动外形设计 | 第40-46页 |
| 4.2.1 叶轮直径D和翼壁间隙s | 第40页 |
| 4.2.2 翼型选择及其原始坐标数据 | 第40-42页 |
| 4.2.3 确定叶片数B和叶尖速比 λ0 | 第42页 |
| 4.2.4 叶素截面划分及各叶尖速比计算 | 第42-43页 |
| 4.2.5 计算速度诱导因子 | 第43-44页 |
| 4.2.6 计算翼型的倾角、扭角及选取翼型攻角 | 第44-45页 |
| 4.2.7 计算叶片各叶素截面弦长 | 第45-46页 |
| 4.3 基于UG的叶片三维建模 | 第46-50页 |
| 4.3.1 空间坐标转换 | 第46-49页 |
| 4.3.2 叶片三维模型生成 | 第49-50页 |
| 4.4 基于ANSYS Workbench的叶片模态分析 | 第50-52页 |
| 4.4.1 确定叶片材料及参数 | 第50页 |
| 4.4.2 叶片模态仿真结果分析 | 第50-52页 |
| 4.5 本章小结 | 第52-53页 |
| 5 风力机启动特性研究与流场仿真分析 | 第53-63页 |
| 5.1 叶轮启动力矩计算 | 第53-56页 |
| 5.1.1 叶轮偏心力矩计算 | 第53页 |
| 5.1.2 传动系统摩擦力矩计算 | 第53-54页 |
| 5.1.3 风速V作用下启动力矩计算 | 第54-56页 |
| 5.2 风力机三维实体建模 | 第56页 |
| 5.3 基于Fluent的风力机流场仿真 | 第56-59页 |
| 5.3.1 流场模型 | 第56-57页 |
| 5.3.2 网格划分 | 第57页 |
| 5.3.3 湍流模型 | 第57-58页 |
| 5.3.4 边界条件和求解器设置 | 第58-59页 |
| 5.4 风力机仿真结果分析 | 第59-62页 |
| 5.4.1 速度云图分析 | 第59-60页 |
| 5.4.2 叶片压力云图分析 | 第60-61页 |
| 5.4.3 聚风型水平轴风力机的整体性能研究 | 第61-62页 |
| 5.5 本章小结 | 第62-63页 |
| 结论 | 第63-64页 |
| 参考文献 | 第64-68页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 | 第68-69页 |
| 致谢 | 第69-70页 |