| 【中文题名】 | 兆瓦级风力发电机组形态与人机环境研究 |
| 【英文题名】 | Form and Man-machine Environment Research of Megawatt Wind Turbine |
| 【学科专业】 | 机械设计及理论 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-27 |
| 【中关键词】 | 风力发电机组,形态仿生学,人机工程学,空气动力学,, |
| 【英关键词】 | Wind Turbine,Form Bionics,Ergonomic,Aerodynamics, |
| 【分类导航】 | 工业技术>能源与动力工程>风能、风力机械>风力机械和设备>> |
| 【论文摘要】 |
能源、环境是当今人类生存和发展的紧迫问题。对风能资源的充分利用受到了世界各国的重视，在风力发电机组整体技术不断进步的今天，风力发电机组的形态、空气动力对机舱的影响研究，越来越受到人们的青睐。本课题来源于沈阳工业大学风能技术研究所国家高技术研究发展计划(863计划)子课题《兆瓦级风力发电机机组基础造型设计》。
为了提升产品市场竞争力，创建具有民族风格的高科技品牌产品，机舱设计中除了要满足结构上的要求外，还要注重风力发电机形态和人机环境研究。除此之外，对风力发电机的噪音、振动及空气阻力的研究也是很重要的，形态与人机方面的关系也是本文研究的内容。
本文通过运用形态仿生学、产品语义学及形态设计方法等原理设计出机舱的基本形态，并用三维软件建模。运用计算机数值模拟的方法对设计出的机舱外形进行分析，通过分析可以直观、方便地了解机舱各部分的空气阻力、流线形好坏和尾流分布等状况，从而设计出符合形态美学和空气动力学双重要求的机舱。然后运用人机工程学对风机的导流罩、机舱总布局、显示装置、色彩等进行设计，保证操作者能够安全舒适地工作。根据空气动力学分析出的结论和现有条件，制作出模型，最后样机制作。
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| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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Abstract |
6-9 |
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1 前言 |
9-19 |
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1.1 国外风力发电机组发展的现状和趋势 |
9-15 |
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1.2 国内风力发电机组发展的现状和趋势 |
15-17 |
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1.3 本文的选题意义及主要研究内容 |
17-19 |
|
1.3.1 选题意义 |
17 |
|
1.3.2 研究内容 |
17-19 |
|
2 风力发电机组形态研究 |
19-29 |
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2.1 形态设计的形式美法则 |
19 |
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2.2 形态设计思维的方法 |
19-20 |
|
2.3 风力发电机组语义学研究 |
20-24 |
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2.3.1 风力发电机组形态设计的民族风格 |
20-23 |
|
2.3.2 风力发电机组形态设计的心理特征 |
23-24 |
|
2.4 风力发电机组形态仿生研究 |
24-29 |
|
2.4.1 风力发电机组的功能原理 |
24-25 |
|
2.4.2 风力发电机组形态设计方案 |
25-29 |
|
3 风力发电机组空气动力学研究 |
29-55 |
|
3.1 风力发电机组空气动力学的基本原理 |
29-34 |
|
3.1.1 空气流体的力学模型 |
29-30 |
|
3.1.2 流体的基本方程式 |
30-34 |
|
3.2 机舱罩的受力分析 |
34-35 |
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3.3 基于空气动力学的机舱设计流程 |
35-37 |
|
3.4 机舱形态空气动力学分析工具介绍 |
37-39 |
|
3.4.1 FLUENT的功能 |
37-38 |
|
3.4.2 FLUENT计算方法 |
38-39 |
|
3.4.3 FLUENT求解过程 |
39 |
|
3.5 机舱罩的三维建模 |
39-40 |
|
3.6 机舱罩形态设计的FLUENT验证 |
40-49 |
|
3.6.1 机舱罩三维模型数据转换 |
40-41 |
|
3.6.2 机舱罩的空气流场范围 |
41-42 |
|
3.6.3 计算区域的网格划分 |
42-45 |
|
3.6.4 GAMBIT边界条件的确立 |
45 |
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3.6.5 FLUENT求解器参数设置 |
45-46 |
|
3.6.6 FLUENT边界条件的确立 |
46-49 |
|
3.7 FLUENT模拟结果的显示 |
49-55 |
|
3.7.1 外流场与表面流场速度矢量图 |
49-51 |
|
3.7.2 表面流场压力图 |
51-52 |
|
3.7.3 表面流场流线图 |
52-55 |
|
4 风力发电机组人机环境研究 |
55-62 |
|
4.1 风力发电机组机舱内布局用的人体模型 |
55-57 |
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4.2 风力发电机内部的尺寸研究 |
57-58 |
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4.3 风力发电机内部色彩研究 |
58-59 |
|
4.4 风力发电机组内部光源设计 |
59 |
|
4.5 风力发电机组内部信息显示装置设计 |
59-61 |
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4.6 风力发电机组防护装置设计 |
61-62 |
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5 风力发电机机舱模型制作 |
62-67 |
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5.1 风力发电机机舱模型制作过程 |
62-63 |
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5.2 风力发电机机舱模型展示 |
63-65 |
|
5.3 机舱模型在兆瓦级风力发电机组中应用 |
65-67 |
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6 结论与展望 |
67-69 |
|
参考文献 |
69-72 |
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在学研究成果 |
72-73 |
|
致谢 |
73 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.133426 |
