有机玻璃材料的浓缩风能装置流固耦合分析

【摘要】：用于制造浓缩风能装置的材料直接影响浓缩风能型风力发电机的推广及应用。该文通过流固耦合分析方法,对有机玻璃用于制造浓缩风能装置的可能性进行分析。采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件对浓缩风能装置在特定风场下进行仿真模拟,得到了不同温度下浓缩风能装置所处流场的风速和风压分布。将不同温度下的流场计算风压分布结果作为载荷加载到对应温度下的浓缩风能装置上,得到该装置在不同温度下所受最大应力。这些不同温度下的最大应力均远小于有机玻璃在对应温度下的断裂应力,如温度为293.15 K时该装置所受最大应力为1.5378 MPa,而该温度下有机玻璃的断裂应力为71.704 MPa,因此有机玻璃在强度上满足浓缩风能装置要求,可以用于制造浓缩风能装置。当选择泊松比、杨氏模量和断裂应力均随温度发生变化的材料作为流体机械备选材料时,该研究过程可以为其可行性研究提供参考。 【作者单位】： 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学);曲靖师范学院物理与电子工程学院;
【关键词】： 风能 模型 流场 材料 浓缩风能装置 流固耦合 有限元 有机玻璃
【基金】：国家自然科学基金资助项目(59776033)
【分类号】：TQ325.7;TM315
【正文快照】： 0引言与其他新能源相比,风能对环境的污染小,是非常清洁的可再生能源,并且风能资源分布非常广泛,因此风能成为国际上竞相开发的能源项目[1]。但风能不稳定且能流密度低,这为其开发用带来了一定困难[2-5]。为使该问题得到解决,科研人员设计制造出了浓缩风能型风力发电机[6-12],

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