1、隨著可再生能源使用的發(fā)展，風(fēng)電已成為世界上最為主要的能源輸出之一，其重要性也受到日益重視。葉片是風(fēng)力機(jī)的一個(gè)重要的組成部分，它的形狀對風(fēng)力機(jī)吸收風(fēng)能的效率起著至關(guān)重要的作用。本課題以廈門市人事局留學(xué)人員回國擇優(yōu)資助項(xiàng)目《垂直軸微風(fēng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》為背景，主要研究小型家用垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的設(shè)計(jì)，優(yōu)化及計(jì)算機(jī)模擬。主要研究成果如下： 1．風(fēng)力機(jī)葉片的設(shè)計(jì) (1)探討葉片設(shè)計(jì)的通用方法。綜合國內(nèi)外多種葉片設(shè)計(jì)方法，整理

2、現(xiàn)有葉片設(shè)計(jì)模型理論，得出一種簡單有效的、非傳統(tǒng)形狀的風(fēng)力機(jī)葉片的設(shè)計(jì)方案。利用機(jī)械設(shè)計(jì)軟件CATIA對葉片的形狀建模，在流體工程模擬軟件FLUENT中對其進(jìn)行模擬分析。 (2)葉片精確的實(shí)體建模仿真。以輸出電功率P=80w為目標(biāo)，以傳統(tǒng)的Savonius型風(fēng)力機(jī)葉片為基礎(chǔ)，通過曲面功能強(qiáng)大的CATIA作為曲面建模工具對風(fēng)力機(jī)葉片的形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)。對于復(fù)雜葉片，可以通過確定關(guān)鍵點(diǎn)的方法來定義葉片的邊界曲線，為葉片進(jìn)一步的動力學(xué)分析

3、奠定基礎(chǔ)。該建模方法可以為扭曲的螺旋形Savonius型風(fēng)力機(jī)葉片和其他復(fù)雜實(shí)體精確建模提供參考。這個(gè)方法適用于各種特殊形狀的風(fēng)力機(jī)葉片的設(shè)計(jì)，使用范圍廣，能夠提高葉片設(shè)計(jì)方法的通用性。 2．葉片的動力學(xué)特性分析 建立風(fēng)洞模型，完全模擬接近真實(shí)風(fēng)況下葉片周圍的空氣流動。并且運(yùn)用流體工程模擬軟件FLUENT采用有限元方法進(jìn)行模擬分析，對優(yōu)化前后的葉片進(jìn)行二維及三維分析，得到葉片周圍流體的速度矢量分布及葉片表面各處的壓力及應(yīng)