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基于汽车风速的风能发电系统研究
| 论文题名： | 基于汽车风速的风能发电系统研究 |
| 关键词： | 汽车风速;车载风能发电系统;风洞实验;发电功率;仿真验证 |
| 摘要： | 随着生活水平不断提高，人们对汽车的需求越来越多，这给环境带来的危害也越来越多。为了缓解汽车对环境的危害，目前有很多学者对汽车利用走行风发电这一领域进行探索研究，21世纪以来多位学者申请的关于车载风力发电技术的专利被国家知识产权局授权。 本文论述的基于汽车风速的风能发电系统主要研究利用汽车行驶过程中的风能来发电的系统，该发电系统可以将风能转变为电能回馈给汽车利用，以达到节能环保的目的。通过对贝茨理论等风能发电技术的理论学习以及借鉴前人的研究成果，设计一种车载风能发电系统。车载风能发电系统安装在汽车车身通风口中，包括导风罩、风力发电机、叶片、整流器等装置。利用计算流体动力学方法，在Gambit中建立导风罩三维有限元风洞模型，利用Fluent对导风罩尺寸参数进行流体仿真，得到导风罩尺寸参数优化结果。根据导风罩尺寸，设计出叶片数量、布局、尺寸，利用解析法、仿真法求解出叶片攻角和安装角。根据已有的风洞实验装置，选择发电机、蓄电池等发电部件，设计出与发电机装配的实验台、发电机与叶片的装配方法、叶片攻角和安装角的调整方式。将设计的所有零件加工并进行风洞实验，得到了车载风能发电系统的速度损失;得到了当风速为20m/s时，汽车车载风能发电系统的发电功率以及风能利用系数;验证了叶片攻角、安装角的仿真结果;探究不同风速下的发电性能，估算了汽车车载风能发电系统可以为纯电动汽车增加的电能。最后对利用汽车风能发电提出了一些建议。 |
| 作者： | 王超 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 陈科山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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