| 摘要 | 第4-6页 |
| abstract | 第6-8页 |
| 主要符号说明 | 第18-20页 |
| 缩略词 | 第20-21页 |
| 第一章 绪论 | 第21-41页 |
| 1.1 研究背景 | 第21-24页 |
| 1.2 水平轴风力涡轮气体动力学研究现状 | 第24-28页 |
| 1.3 水平轴风力涡轮气动性能研究 | 第28-35页 |
| 1.3.1 叶素理论研究方法 | 第28-30页 |
| 1.3.2 涡系理论研究方法 | 第30-33页 |
| 1.3.3 计算流体力学(CFD)研究方法 | 第33-35页 |
| 1.4 定桨距变转速失速型风力涡轮研究 | 第35-37页 |
| 1.4.1 定桨距风力涡轮研究 | 第35-36页 |
| 1.4.2 主动失速型风力涡轮研究 | 第36-37页 |
| 1.5 定桨距变转速水平轴风力涡轮设计方法研究 | 第37-38页 |
| 1.6 与转速控制相结合的风力涡轮负荷控制方法初探 | 第38-39页 |
| 1.6.1 风力涡轮负荷控制方法研究 | 第38页 |
| 1.6.2 叶尖喷气对风力涡轮性能影响研究 | 第38-39页 |
| 1.6.3 转速控制与叶尖喷气结合 | 第39页 |
| 1.7 本文的研究目的、意义及工作内容介绍 | 第39-41页 |
| 第二章 定桨距水平轴风力涡轮气动性能的数值分析 | 第41-83页 |
| 2.1 基于动量－叶素理论的计算方法 | 第41-49页 |
| 2.1.1 动量理论 | 第41-44页 |
| 2.1.2 叶素理论 | 第44-46页 |
| 2.1.3 动量－叶素理论 | 第46-47页 |
| 2.1.4 普朗特叶尖、轮毂损失修正 | 第47-48页 |
| 2.1.5 Glauert修正因子 | 第48页 |
| 2.1.6 计算方法实现和验证 | 第48-49页 |
| 2.2 CFD数值计算方法 | 第49-58页 |
| 2.2.1 控制方程简介 | 第49-51页 |
| 2.2.2 ANSYSCFX计算软件介绍 | 第51页 |
| 2.2.3 湍流模型 | 第51-53页 |
| 2.2.4 二维翼型计算 | 第53-54页 |
| 2.2.5 三维风轮计算 | 第54-58页 |
| 2.3 静态失速对风轮气动性能预估影响研究 | 第58-68页 |
| 2.3.1 采用CFD方法研究静态失速对风轮气动性能影响的研究 | 第58-67页 |
| 2.3.2 带有静态失速模型的基于动量－叶素理论的气动性能预估方法 | 第67-68页 |
| 2.4 转捩模型对风轮计算的影响 | 第68-76页 |
| 2.4.1 扭矩-转速特性对比 | 第71页 |
| 2.4.2 55%叶高截面湍动能分布对比 | 第71-72页 |
| 2.4.3 55%叶高截面流线分布对比 | 第72-73页 |
| 2.4.4 高、低转速下考虑转捩现象的叶片表面间歇因子分布 | 第73-74页 |
| 2.4.5 叶片表面压力系数分布对比 | 第74-76页 |
| 2.5 雷诺数对风力涡轮气动性能影响的研究 | 第76-81页 |
| 2.5.1 雷诺数对二维翼型气动性能影响的数值模拟研究 | 第76-77页 |
| 2.5.2 雷诺数对三维风轮气动性能影响的数值模拟研究 | 第77-81页 |
| 2.6 本章小结 | 第81-83页 |
| 第三章 定桨距水平轴风力涡轮气动性能的实验研究 | 第83-111页 |
| 3.1 大尺寸风轮向小尺寸模型风轮的转换 | 第83-85页 |
| 3.1.1 基本概念和理论 | 第83-85页 |
| 3.1.2 小尺寸定桨距变转速模型风轮介绍 | 第85页 |
| 3.2 实验装置 | 第85-87页 |
| 3.2.1 风速的测量 | 第86页 |
| 3.2.2 扭矩测量与转速控制 | 第86-87页 |
| 3.2.3 稳态压力采集系统 | 第87页 |
| 3.3 五孔探针测量系统 | 第87-92页 |
| 3.3.1 五孔探针测量原理及标定 | 第88-91页 |
| 3.3.2 位移机构 | 第91-92页 |
| 3.4 PIV测量系统 | 第92-95页 |
| 3.4.1 PIV测量原理和构成简介 | 第92页 |
| 3.4.2 PIV系统测量步骤 | 第92-93页 |
| 3.4.3 PIV测量设备 | 第93-95页 |
| 3.5 测量方案 | 第95-97页 |
| 3.5.1 风力涡轮特性的测量方案 | 第95页 |
| 3.5.2 风轮后流场的测量方案 | 第95-96页 |
| 3.5.3 风轮流场的PIV测量方案 | 第96-97页 |
| 3.6 风轮特性实验结果 | 第97-98页 |
| 3.7 风轮后流场五孔探针测量结果 | 第98-101页 |
| 3.8 叶片绕流流场结构分析 | 第101-107页 |
| 3.8.1 绝对速度场 | 第101-103页 |
| 3.8.2 相对速度场 | 第103-105页 |
| 3.8.3 相对速度处理的涡量分布 | 第105-107页 |
| 3.9 叶尖涡和尾迹涡结构与发展分析 | 第107-109页 |
| 3.10 本章小结 | 第109-111页 |
| 第四章 定桨距变转速水平轴风力涡轮转速控制方法研究 | 第111-127页 |
| 4.1 转速控制策略的制定 | 第111-122页 |
| 4.1.1 转速控制模型建立的方法 | 第111-121页 |
| 4.1.2 实验模型风轮的转速控制策略 | 第121-122页 |
| 4.2 定桨距变转速风力机风轮气动外形设计方法 | 第122-124页 |
| 4.2.1 风力涡轮风轮气动外形设计研究 | 第122-123页 |
| 4.2.2 定桨距变转速风力机风轮气动外形设计方法 | 第123-124页 |
| 4.3 满足定桨距变转速风力发电验证系统要求的风力机风轮设计方案 | 第124-125页 |
| 4.4 本章小结 | 第125-127页 |
| 第五章 叶尖喷气对风力涡轮气动性能影响的研究 | 第127-143页 |
| 5.1 研究对象及喷气方案 | 第127-128页 |
| 5.2 数值模拟过程 | 第128-131页 |
| 5.2.1 计算域与网格划分 | 第128-130页 |
| 5.2.2 计算方法和边界条件 | 第130-131页 |
| 5.3 计算结果和分析 | 第131-141页 |
| 5.3.1 方案一有源喷气的数值模拟结果分析 | 第131-137页 |
| 5.3.2 采用方案一改进后的风轮转速控制策略 | 第137页 |
| 5.3.3 方案二自引气式喷气的数值模拟结果分析 | 第137-140页 |
| 5.3.4 采用方案二改进后的风轮转速控制策略 | 第140-141页 |
| 5.4 本章小结 | 第141-143页 |
| 第六章 总结与展望 | 第143-147页 |
| 6.1 总结 | 第143-145页 |
| 6.2 创新点 | 第145页 |
| 6.3 展望 | 第145-147页 |
| 参考文献 | 第147-155页 |
| 致谢 | 第155-156页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第156-157页 |
