發(fā)布時(shí)間：2025-06-28 01:26

　　西北地區(qū)的風(fēng)力機(jī)長期在風(fēng)沙環(huán)境中運(yùn)行,沙塵顆粒不僅使葉片產(chǎn)生磨損,而且通過和空氣的相互作用改變來流中的風(fēng)能,進(jìn)而影響風(fēng)輪功率的輸出。因此,研究風(fēng)沙環(huán)境下沙塵顆粒與翼型壁面及空氣的相互作用機(jī)理尤為重要。本文以風(fēng)力機(jī)專用翼型S809為研究對象,基于歐拉-拉格朗日方法,采用SST k-ω湍流模型和DPM模型,通過探討各雷諾數(shù)下不同直徑顆粒在翼型流場中的運(yùn)動(dòng)特性,研究了不同直徑顆粒與翼型壁面的作用,以及顆粒對翼型氣動(dòng)性能和流場結(jié)構(gòu)的影響。另外,考慮顆粒重力效應(yīng),研究了葉片在不同方位角處翼型（葉素）氣動(dòng)性能的變化,進(jìn)而分析了對風(fēng)輪的影響。1)為確保模擬方法的準(zhǔn)確性,對采用的SST k-ω湍流模型和DPM模型進(jìn)行了驗(yàn)證計(jì)算。針對SST k-ω模型,通過改變其封閉常數(shù)β*,在多個(gè)雷諾數(shù)下進(jìn)行翼型升、阻力系數(shù)的驗(yàn)證。發(fā)現(xiàn)小攻角（約α<9°）時(shí),封閉常數(shù)β*=0.09更符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果,尤其是在小雷諾數(shù)下;大攻角（約α≥9°）時(shí),β*=0.11更符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果。另外,DPM模型的顆粒入射類型和軌道密度對翼型升阻力系數(shù)存在影響。研究發(fā)現(xiàn),采用group入射類型能取得更好的模擬結(jié)果,顆粒軌道密度選取250較合...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題名稱及來源
    1.2 研究背景和意義
    1.3 研究現(xiàn)狀
        1.3.1 氣固兩相流動(dòng)的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 針對風(fēng)力機(jī)氣固兩相流動(dòng)的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 基本理論
    2.1 風(fēng)力機(jī)相關(guān)理論
        2.1.1 動(dòng)量理論
        2.1.2 葉素理論
    2.2 氣固兩相流理論
        2.2.1 顆粒起動(dòng)風(fēng)速和粒徑的關(guān)系
        2.2.2 顆粒在流體中運(yùn)動(dòng)的受力
        2.2.3 顆粒沉降速度和松弛時(shí)間
    2.3 模擬方法
        2.3.1 SST k-ω湍流模型
        2.3.2 離散相模型(DPM)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 模擬方法及驗(yàn)證
    3.1 基本假設(shè)
    3.2 研究對象和計(jì)算域
    3.3 網(wǎng)格劃分及邊界條件
    3.4 顆粒軌道無關(guān)性驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 風(fēng)沙環(huán)境下不同直徑顆粒在S809翼型流場中的運(yùn)動(dòng)特性及其對翼型氣動(dòng)性能的影響
    4.1 不同雷諾數(shù)下粒徑對顆粒運(yùn)動(dòng)特性及翼型氣動(dòng)性能的影響
        4.1.1 對顆粒運(yùn)動(dòng)特性的影響
        4.1.2 對翼型氣動(dòng)性能的影響
        4.1.3 對流場湍動(dòng)能的影響
    4.2 雷諾數(shù)Re=1×10⁶下粒徑和攻角對顆粒運(yùn)動(dòng)特性及翼型氣動(dòng)性能的影響
        4.2.1 顆粒軌跡和最大速度變化
        4.2.2 顆粒直徑對翼型氣動(dòng)性能的影響
    4.3 本章小結(jié)
第5章 顆粒重力效應(yīng)對翼型氣動(dòng)性能及風(fēng)輪受力的影響
    5.1 理論依據(jù)
    5.2 顆粒重力效應(yīng)對S809翼型氣動(dòng)性能的影響
    5.3 顆粒重力效應(yīng)對風(fēng)輪受力的影響
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄



本文編號(hào)：4054198