水平轴风力机动力特性和流场的数值模拟的开题报告

水平轴风力机动力特性和流场的数值模拟的开题报告一、研究背景随着清洁能源的需求日益增加，风力发电作为一种可再生、环保且无限的能源形式，在全球范围内得到了广泛应用。水平轴风力机作为风力发电的主要形式，其动力特性和流场研究成为风力发电领域的重点。通过数值模拟的方法研究水平轴风力机的动力特性和流场分布，可以为风力发电设备的优化设计和性能提升提供重要的理论基础。二、研究目的本文旨在通过数值模拟的方法，研究水平轴风力机的动力特性和流场分布。具体研究目的包括：1、分析不同转速下水平轴风力机的动力特性，如输出功率、转矩等指标的变化规律。2、研究水平轴风力机旋转时的空气动力学特性，如空气流场分布、叶片载荷、激振力等参数的变化规律。3、探究不同叶片型号对水平轴风力机性能的影响，通过对比不同叶片型号的风力机输出功率等指标，为风力机的优化设计提供参考。三、研究内容和方法本文主要研究内容包括：1、水平轴风力机的结构和工作原理的分析。2、数值模拟方法的选择和模型的建立，包括基于计算流体力学（CFD）的数值模拟方法和模拟模型的建立。3、模拟结果的分析和讨论，包括输出功率、转矩等指标的变化规律和空气流场分布、叶片载荷、激振力等参数的变化规律分析。4、不同叶片型号对水平轴风力机性能的影响分析，为风力机的优化设计提供参考。数值模拟方法主要包括ANSYSFLUENT、OpenFOAM等。针对水平轴风力机的三维CAD模型，经过网格划分生成有限体积网格，建立数值计算模型，并通过计算分析风力机的动力特性和空气动力学特性。四、研究意义和预期结果本文的研究结果有以下几个方面的意义和价值：1、针对水平轴风力机的动力特性和空气动力学特性进行数值模拟，能够为风力发电设备的优化设计和性能提升提供重要的理论基础。2、通过对不同转速下的水平轴风力机进行模拟分析，可以为控制风力机的输出功率等变量提供参考。3、研究不同叶片型号对水平轴风力机性能的影响，为风力机的优化设计提供参考。预期研究结果包括：1、通过数值模拟的方法，分析不同转速下水平轴风力机的动力特性，如输出功率、转矩等指标的变化规律。2、分析水平轴风力机旋转时的空气动力学特性，如空气流场分布、叶片载荷、激振力等参数的变化规律。3、探究不同叶片型号对水平轴风力机性能的影响，为风力机的优化设计提供参考。五、论文结构本文主要包括以下几个部分：1、绪论：介绍研究背景、研究目的、研究内容和方法、研究意义和预期结果等。2、文献综述：对水平轴风力机动力特性和流场研究的前沿成果进行归纳和总结，为本文的研究提供理论基础。3、数值模拟方法：介绍数值模拟方法的选择和模型的建立。4、模拟结果和分析：详细分析模拟结果，包括输出功率、转矩等指标的变化规律和空气流场分布、叶片载荷、激振力等参数的变化规律分析。5、不同叶片型号对水平轴风力机性能的影响分析。6、结论和展望：总结本文的研究结论，并对未来的研究方向提出展望。七、参考文献[1]陈静.水平轴风力机的性能研究[D].北京:北京交通大学,2010.[2]李志勇.风力发电机组性能研究[D].