新型三叶萨沃尼斯风力涡轮机尖端导流叶片的气动性能理论分析与有限元分析

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全球气候变化推动了风能在并网和离网应用中的采用和集成。萨沃尼斯风力涡轮机在低风速条件下（如城市环境）具有小规模发电的显著优势，但存在效率低的问题。本研究通过数值方法表征了一种新型紧凑型三叶萨沃尼斯转子设计，采用改进的尖端导流叶片以促进更好的流动附着和增强气流导向性。采用计算流体动力学（CFD）方法在两种不同的均匀低风速条件下，识别流动特性和最优叶尖速比，以获得最大功率系数和扭矩系数。同时采用有限元分析-计算流体动力学（FEA-CFD）耦合分析方法，确定了ABS塑料材料设计的气动和结构特性。流动可视化和FEA-CFD耦合分析表明，新型尖端导流叶片在将风流和压力引导至迎风叶片凹面方面表现出色，增强了阻力差和转子效率。研究确定了不同均匀低风速条件下的功率系数、扭矩系数和最优叶尖速比值。该研究为新型涡轮机设计的性能评估提供了有价值的见解，并为未来改进指明了方向。

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