风力机尾迹流动特性以及噪声和振动特性的研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 术语表 | 第10-16页 |
| 第1章 绪论 | 第16-29页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第16-18页 |
| 1.2 风力发电机尾迹特性研究 | 第18-21页 |
| 1.2.1 风电场中风力机的尾流效应 | 第18页 |
| 1.2.2 近尾迹流场的PIV实验研究 | 第18-19页 |
| 1.2.3 国内外研究现状 | 第19-20页 |
| 1.2.4 目前存在的问题 | 第20-21页 |
| 1.3 风力发电机噪声特性研究 | 第21-23页 |
| 1.3.1 风能开发带来的噪声污染 | 第21页 |
| 1.3.2 国内外研究现状 | 第21-23页 |
| 1.3.3 目前存在的问题 | 第23页 |
| 1.4 风力发电机流固耦合特性研究 | 第23-25页 |
| 1.4.1 叶片的振动和断裂 | 第23页 |
| 1.4.2 国内外研究现状 | 第23-24页 |
| 1.4.3 目前存在的问题 | 第24-25页 |
| 1.5 本文主要研究内容 | 第25-29页 |
| 1.5.1 本文主要研究内容 | 第25-26页 |
| 1.5.2 章节安排 | 第26-29页 |
| 第2章 数学模型及数值模拟方法 | 第29-46页 |
| 2.1 风轮空气动力学理论及尾迹大涡模拟方法 | 第29-35页 |
| 2.1.1 空气动力学相关概念 | 第29-32页 |
| 2.1.2 风力机尾迹的相关理论 | 第32-34页 |
| 2.1.3 大涡模拟控制方程 | 第34-35页 |
| 2.2 噪声理论及计算方法 | 第35-40页 |
| 2.2.1 风力机噪声源 | 第36-37页 |
| 2.2.2 Lighthill声类比 | 第37-38页 |
| 2.2.3 FW-H方法 | 第38-39页 |
| 2.2.4 涡声理论 | 第39-40页 |
| 2.3 流固耦合理论及计算方法 | 第40-45页 |
| 2.3.1 弹性力学基础 | 第41-43页 |
| 2.3.2 有限元分析方法 | 第43-45页 |
| 2.4 本章小结 | 第45-46页 |
| 第3章闭口段水平轴风力机流场模拟 | 第46-61页 |
| 3.1 实验设备与参数 | 第46-50页 |
| 3.1.1 实验风洞 | 第47页 |
| 3.1.2 实验风力机模型 | 第47-49页 |
| 3.1.3 高频PIV测试系统 | 第49-50页 |
| 3.1.4 实验误差评估 | 第50页 |
| 3.2 计算模型参数 | 第50-51页 |
| 3.2.1 几何模型和计算网格 | 第50-51页 |
| 3.2.2 边界条件和数值方法 | 第51页 |
| 3.3 结果与分析 | 第51-60页 |
| 3.3.1 轴向平均速度 | 第51-53页 |
| 3.3.2 湍流动能 | 第53-56页 |
| 3.3.3 雷诺剪切应力 | 第56-58页 |
| 3.3.4 尾迹涡结构 | 第58-59页 |
| 3.3.5 风力发电机性能 | 第59-60页 |
| 3.4 本章小结 | 第60-61页 |
| 第4章 开口段水平轴风力机流场和声场模拟 | 第61-78页 |
| 4.1 风洞实验与参数 | 第61-63页 |
| 4.1.1 风力发电机参数 | 第61-62页 |
| 4.1.2 流场实验布置 | 第62页 |
| 4.1.3 声场实验布置 | 第62-63页 |
| 4.2 计算详情 | 第63-66页 |
| 4.2.1 计算域设置 | 第63-64页 |
| 4.2.2 模型设置 | 第64-66页 |
| 4.3 结果与分析 | 第66-76页 |
| 4.3.1 流场模拟结果与实验的对比 | 第66-68页 |
| 4.3.2 模拟结果速度分析 | 第68-71页 |
| 4.3.3 模拟结果压力分析 | 第71-72页 |
| 4.3.4 模拟结果涡结构分析 | 第72-73页 |
| 4.3.5 声场模拟结果与实验的对比分析 | 第73-75页 |
| 4.3.6 涡声关系分析 | 第75-76页 |
| 4.4 本章小结 | 第76-78页 |
| 第5章 变工况特性研究 | 第78-96页 |
| 5.1 计算模型以及工况设置 | 第78-80页 |
| 5.1.1 计算模型 | 第78-79页 |
| 5.1.2 工况设置 | 第79-80页 |
| 5.1.3 变工况的实现 | 第80页 |
| 5.2 结果与分析 | 第80-94页 |
| 5.2.1 功率系数和推力系数 | 第80-82页 |
| 5.2.2 壁面剪切应力和压力系数分布 | 第82-85页 |
| 5.2.3 涡结构分析 | 第85-88页 |
| 5.2.4 气动噪声 | 第88-93页 |
| 5.2.5 风力机性能与气动噪声之间的权衡 | 第93-94页 |
| 5.3 本章小结 | 第94-96页 |
| 第6章 流固耦合数值模拟研究 | 第96-109页 |
| 6.1 计算模型与设置 | 第96-99页 |
| 6.1.1 计算模型 | 第96-97页 |
| 6.1.2 计算设置 | 第97-99页 |
| 6.1.3 工况设置 | 第99页 |
| 6.2 结果与分析 | 第99-107页 |
| 6.2.1 叶片应变分析 | 第99-102页 |
| 6.2.2 应力分析 | 第102-104页 |
| 6.2.3 模态分析 | 第104-107页 |
| 6.3 本章小结 | 第107-109页 |
| 第7章 全文总结与展望 | 第109-113页 |
| 7.1 本文总结 | 第109-111页 |
| 7.2 本文的创新点 | 第111页 |
| 7.3 工作展望 | 第111-113页 |
| 参考文献 | 第113-121页 |
| 作者简介 | 第121-122页 |
