风洞毕业论文

风洞毕业论文

能提供低成本风电的新型风力机
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【摘要】第一代商用扩散体增强型风力机(DAWT)在新西兰刚开始两年试运行，如果开发者的预期结果得以实现，这种新设计的风力机可促使风电成本大幅度降低。

在距新西兰奥克兰南约100km的Waikaretu的一座小山顶上，一台革命性的新型风力机正在进行为期两年的试运行。这座风力机的外观与常规风力机相比完全不同，其高度为17m，很象一巨物蹲在山顶上，而常规风力机则为一细长体，高高地矗立在山顶上。
这是投入运行的第一代商用扩散体增强型风力机(DAWT: diffuser augmented wind turbine)，如果开发者的预期结果得以实现，将导致风力发电成本大幅度降低。在试验新的风力机技术的同时，也可以试验扩散体环罩的新材料、高强钢丝纤维加强的钢筋混凝土。此种风力机在当地被称为"混凝土风力机"。在商业上，它被称为Vortec7型风力机，因为它有一个7m直径的转子。
风力机由近100家小型投资商组建的私人公司-Vortec能源有限公司负责设计和建设，该公司筹集了350万美元开发原型机。Vortec能源有限公司目前正在进一步筹集约700万美元，拟建设两台转子直径为20m的机组。其中一台新机组将在高风速地区试验，很可能在新西兰的惠灵顿附近，另一台在平均风速区。南澳大利亚州政府已对设计表示了很大的兴趣并将在Adelaide附近加速安装平均风速机组，因为州政府认为风力是一种少有的可再生能源，需要从技术上突破来带动州内占优势的较低平均风速资源的开发。
两台新型的转子直径20m的机组成功地运行后，Vortec能源有限公司将考虑在Nasdaq股票交易所上市的可能性。Vortec7机组的性能数据表明，转子直径20m的设计能够以低于0.031美元/kWh的价格上网，它将使风力发电可与新西兰现有的电厂相竞争，与其它新的发电方式相比，更具竞争力。如果Vortec型风力机能以这种价格水平发电，在风电开发中它将迅速成为一股强大的新生力量。
Vortec能源有限公司的后盾是企业家Robin Johannink，他成功地经营着一系列业务，也是Pacific Lithium公司（一家从海水中提取锂的公司）的后盾。Johannink先生讲Vortec技术是一项国际产品，但该技术在新西兰股票市场上所获得的认可和重视还不太高，难以在此上市。因此Vortec能源有限公司正在考虑在纽约的Nasdaq交易所上市，很可能在1999年实现。

1 扩散体技术
美国的航天巨头Grumman空间公司（现在的Northrop Grumman公司）花费了8年时间开发扩散体技术并拥有扩散体增强型风力机技术的专利。它进行了扩散体流体动力学的详细分析，并使用一5m的模型在风洞中证实了分析结果。扩散体位于风力机转子的下游，其作用就象一个机翼，在转子后部产生低压部位。这种"抽吸效应"有效地使转子周围的风速成倍增加。常规的风力机只能有效地利用转子周围风速的60%左右。<图01>示出了扩散体的流态。
扩散体经济性的关键在于以最低成本获得最大的尺寸。风洞研究表明在45度扩散体结构中，内壁附面流可由两级风槽射流所维持。在该原型中，扩散体的总尺寸进一步减少，通过采用总长与出口直径比为30%的弧形结构，环罩硬度增强。使已选择的设计以最低的材料用量获得了最大的扩散体尺寸。
Vortec能源有限公司获得了Northrop Grumman公司颁发的拥有扩散体技术、为期20年的全球专利权及此后20年专利更新权的许可证。Northrop Grumman公司保留了它们自己内部使用扩散体增强技术而不用于风能商业市场的权利。Kenneth Foreman,原Grumman空间公司研究小组的领导者，为Vortec Energy公司的技术咨询，Vortec能源有限公司获得了Grumman空间公司研究小组8年研究的所有记录、试验报告及专利。

2 材料技术
Grumman空间研究小组在开发扩散体增强技术中所遇到的一个问题是商业规模风力机材料必须具有强度高、寿命长、成本低的特点。曾对铝、玻璃纤维、钢和传统钢筋混凝土进行过评估和核算，但都不能满足风力机经济开发的要求。在所有评估的材料中，最可取的是钢筋混凝土，但使用传统的钢筋混凝土，扩散体尺寸使风力机额定出力只能达到70kW。由于机组规模太小无法对扩散体增强技术进行商业开发。
新西兰在使用钢筋混凝土建造水塔和远洋快艇之类设备方面有悠久历史。在此基础上，结构工程师Alexander和Associates在20年中开发了一种新型的产品-高强钢丝纤维加强的钢筋混凝土。这种新材料的抗弯强度是低碳钢的3倍，基本上不需要维修。这种新材料可以经济地建造较大的扩散体，从而使风力机有足够的出力和常规风力机相竞争。
原型机转子直径为7m，高度为17m，最高出力为1MW。将要建设的两台机组使用20m直径的转子，高52m，出力为3MW。
扩散体使用两层3m×1m×30mm的高强钢丝纤维加强的钢筋混凝土板复合而成。第一层板沿着复杂的框架弯成所需的双向曲面，并固定就位。第二层板放在顶部，弯曲成形，然后在基础板上灌浆锁定双向曲面。再将这些曲面板粘结到一起，并对其边缘进行硬化处理构成扩散体扇形段。完整的扩散体装配好之前，在奥克兰大学工程院对单块板和装配好的扩散体扇形段样品进行了应力测试。

3 设备平衡
除了扩散体增强技术和材料技术外，风力机全部是常规的。转子配备有定节距的4个叶片，该叶片内为焊接钢架构，表面材料为玻璃纤维。转子通过一David Brown升速变速箱驱动一常规的1 200min-1、400V的ABB公司生产的同步发电机，发电机变频运行。转子、变速箱和发电机（<图02>）由美国的新世界电力公司(New World Power)提供。
变频交流电先整流成直流电，然后逆变为50Hz的交流电，经升压变压器送入当地电力公司的11kV电网。整流器/换流器设备由奥克兰公司Santon技术有限公司设计和制造，该公司对电池充电器和变速驱动器的制造有多年经验。
考虑到扩散体的尺寸，需要一大型稳定的地基防止在大风载荷下和地震时倒伏。设备被安装到一大直径环行轨道上，风力机可以沿它旋转360度，轨道上的旋转装置装有迎风控制系统的电动装置（<图03>）。这种布置提供了稳定的基础。
由于该种风力机可以避开大风且扩散体罩具有保护转子不受大风影响的能力，因而转子设计简单不需要控制叶片节距。这使得该种风力机非常适合在大风地区使用，且维修量很小。

4 设计的优点
扩散体增强型风力机与常规风力机相比有许多优点，包括：
噪音低。常规风力机噪音来自速度最高的转子顶部，并通过叶片传向支柱。在Vortec机组中，转子被一种高密度材料所覆盖（扩散体），它防止了噪音从转子末端向外辐射，因此没有像用常规设备时大的支柱产生的噪音。
用地少。就同样的能源输出而言，Vortec机组与常规风力机相比需要较少的用地，减少了土地购置和租用费用。
不影响景观。Vortec机组很容易地涂上各种颜色，当从远距离观看时能与各种背景相融合，设备蹲坐的外形与起伏的山村很协调。
可衰减阵风。扩散体在增加出力的同时，也作为阻风门，衰减阵风的峰值，因而减少了转子所承受的转距波动和驱动器上的应力。
鸟类撞击少。尽管风力机能涂上不同的颜色降低了视觉影响，但对于飞到附近的鸟类却很醒目，不会出现鸟类撞击快速旋转的风力机叶片的事故。
基建费用和发电成本低。风力机使用了非常简单的定节距叶片，不需要节距控制制动器或控制系统。这将大幅度降低维修费用，特别是在新西兰的大风地区，并将确保很高的设备可用率。

5 发展前景
转子直径为7m的原型风力机将要进行6个月的试运行，对控制系统进行仔细调试并验证设计参数。初步测量数据表明，风力机转子风速增强了约1.72倍，这与Grumman空间公司研究小组的计算和它们在0.5m模型上进行的风洞试验结果相吻合。
Vortec Energy公司已获得新西兰科学与技术研究基金业务发展部的资助约350000美元，用以支付6个月试验期的费用。
监视和试验方案的技术支持由工业研究有限公司(Industrial Research Ltd.)和奥克兰大学咨询小组(Auckland Uniservices)提供，另外还邀请了英国国际风能咨询专家Garrad Hassan独立检验和监督Vortec7机组的试运行计划。
表1给出了Vortec机组未来的开发方案。
如果试验方案产生的结果与预期的相吻合，将来扩散体增强型风力机将成为全球风电开发方案的一个主要部分，可广泛用于其它待开发的地区。支持该技术的投资者虽承受高风险，但它可能获得高的回报。

标准毕业论文格式(包括字体，段落等)

首先要说明的一点是每个学样对论文都会有一定的要求 虽然大体上不会有太大差异但在字体、字号等方面还是不同的 所以一定要以你所要毕业的学校要求为准。
下面是摘录的别的学样的要求

学生毕业设计（论文）书写格式要求

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一、论文封面（采用×××学校毕业论文统一格式）；
二、目录：小四号字、宋体（建议在一页纸上完成）；
三、标题：小二号字、黑体，段前段后行距为0.5行，居中；
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六、一级标题：四号字、黑体，段前段后行距为0.5行；
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（正文格式详见下页）

（顶头空2行）目 录（四号黑体，居中）

摘要……………………………………………………………………………………………1
关键词…………………………………………………………………………………………1
前言（或引言）………………………………………………………………………………1
1□材料与方法………………………………………………………………………………Y
1.1□材料 ……………………………………………………………………………………Y
1.2□方法 ……………………………………………………………………………………Y
1.2.1□×××××…………………………………………………………………………Y
1.2.2□×××××…………………………………………………………………………Y
1.2.3□×××××…………………………………………………………………………Y
1.2.4□×××××…………………………………………………………………………Y
2□××………………………………………………………………………………………Y
2.1□×××××……………………………………………………………………………Y
3□×××…………………………………………………………………………………… Y
……………………………………………………………（略）
致谢……………………………………………………………………………………………Y
参考文献………………………………………………………………………………………Y

注：1. 目次中的内容一般列出“章”、“节”、“条”三级标题即可；
2．X、Y表示具体的阿拉伯数字；

（题 目）
某某专业：×××（学生姓名）
指导老师：×××（指导教师姓名）
摘 要：××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××。
关键词：×××， ×××， ×××， ×××， ×××
前言（一级标题）
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××（正文）
1 材料与方法（一级标题）
1.1 试剂与仪器（二级标题）
1.1.1 试剂（三级标题）
氢氧化钠、×××××、×××××、×××××××××××××××××××××××××××××××××××（正文）
1.1.2 仪器（三级标题）
分析天平、×××××、×××××、×××××、××××××××××××××××××××××××××××××【1】（正文）
×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
………
致谢：本次实验××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××。

参 考 文 献

[1] 作者姓名，作者姓名.参考文献题目[J]. 期刊或杂志等名称，年份，卷(期数)：页码.
[2] 刘凡丰. 美国研究型大学本科教育改革透视[J] . 高等教育研究，2003，5(1)：18-19.
没有卷的就直接写2003（1）（本条为期刊杂志著录格式）
[3] 谭丙煜.怎样撰写科学论文[M].2版.沈阳：辽宁人民出版社，1982：5-6.（本条为中文图书著录格式）
[4] 作者姓名. 参考文献题目[D].南京：南京农业大学，2002：页码.（本条为硕士、博士论文著录格式）
[5] 作者姓名. 参考文献题目[N].人民日报，2005-06-12.（本条为报纸著录格式）
[6] 作者姓名. 参考文献题目[C]// 作者姓名.论文集名称.城市：出版单位（社），年代：页码.（本条为论文集著录格式）
[7] 外国作者姓名. 参考文献题目[M].译者（名字），译.城市：出版单位，年代：页码.（本条为原著翻译中文的著录格式，多个译者可写为：***，***，***，等译.）

外文文献著录格式参照中文的(五号Times New Romar)。

文献类型标志说明：普通图书 M ，会议记录C，汇编G，报纸N，期刊J，学位论文D，报告R，标准S，专利P，数据库DB，计算机程序CP。

×××××××××（Title, 三号Times New Romar）
××× (Student name），××× (Tutor name）（小四号Times New Romar）
School of Food and Drug, Anhui Science and Technology University, Fengyang 233100, Anhui, China
Abstract: ×××××××××（五号Times New Romar，150-300个实词）××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
Key words: ×××; ×××; ×××; ×××（3-6实词个，五号Times New Romar）

论文中图的具体要求为：
① 主线粗于辅线(座标线)
② 图题，小5黑(句末无标点)
③ 标值线(座标上的刻度线)一律在图的内侧
④ 图例一律在图题的上方或在图中，6宋
⑤ 图注一律在图题的下方，6宋
⑥ 标目(座标的文字说明)及图内文字，6宋
⑦ 图版(照片)说明在图题之下，6宋，文字一般接排，如：A.麦穗形态；B.花原基

论文中表格的具体要求为：
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一、磁悬浮技术的发展与现状 磁悬浮技术的发展始于上世纪,恩思霍斯(Eamshanws)发现了抗磁物体可以在磁场中自由悬浮,此现象于1939年由布鲁贝克(Braunbeck)进行了严格的理论证明,但是它的实际应用研究直到最近二十年才广泛开展。近年来,磁悬浮技术得到了迅速发展,并得到越来越广泛的应用。由于现代科学技术的发展,如传感器、控制技术(尤其是数字控制技术)、低温和高温超导技术,使得磁悬浮技术迅速崛起,各国都投入大量的人力、物力、进行研究。 磁悬浮由于无接触的特点,避免了物体之间的摩擦和磨损,能延长设备的使用寿命,改善设备的运行条件,因而在交通、冶金、机械、电器、材料等各个方面有着广阔的应用前景。 二、磁悬浮的应用 磁悬浮技术的应用范围从高速磁轴承到高速悬浮列车,以及大气隙的风洞磁悬浮模型等各个领域。磁悬浮轴承的研究是国外一个非常活跃的研究方向,典型对象是发电机的磁悬浮轴承(又称磁力轴承)。主动式磁悬浮轴承(AMB)以其无机械磨损、无噪声、寿命长、无润滑油污染等特点而广泛应用于航空、航天、核反应堆、真空泵、超洁净环境、飞轮储能等领域。 高速磁悬浮电机(Bearingless Motors)是近年提出的一个新研究方向,集磁悬浮轴承和电动机于一体,具有自悬浮和驱动能力,不需要任何独立的轴承支撑,具有体积小、临界转速高等特点,更适合于超高速运行的场合,也适合小型乃至超小型结构。国外自上世纪90年代中期开始进行研究,相继出现了永磁同步型磁悬浮电机、开关磁阻型磁悬浮电机、感应型磁悬浮电机等各种类型。其中感应型磁悬浮电机具有结构简单、成本低、可靠性高、气隙均匀、易于弱磁升速,是最有前途的方案之一。传统的电机由定子和转子组成,定子与转子之间通过机械轴承连接,在转子运动过程中存在机械摩擦,增加了转子的摩擦阻力,佼运动部件磨损,产生机械振动和噪声,使运动部件发热,润滑剂性能变差,甚至会使电机气隙不均匀,绕组发热,温升增大,从而降低电机效能,最终缩短电机使用寿命。磁悬浮电机利用定子和转子励磁磁场间“同性相斥,异性相吸”的原理使转子悬浮起来,同时产生推进力驱使转子在悬浮状态下运动。磁悬浮电机的研究越来越受到重视,并有一些成功的报道。如磁悬浮电机应用在生命科学领域,国外已研制成功的离心式和振动式磁悬浮人工心脏血泵,采用无机械接触式磁悬浮结构不仅效率高,而且可以防止血细胞破损引起溶血、凝血和血栓等问题。磁悬浮血泵的研究不仅可以解除心血管病患者的疾苦,提高患者生活质量,而且对人类延续生命具有深远意义。 三、磁悬浮球控制系统的工作原理 图1 磁悬浮球控制系统功能图 电磁铁绕组中通以一定的电流,产生电磁力,只要控制电磁铁绕组中的电流,使产生的电磁力与钢球的重量相平衡,钢球就可以悬浮在空中,处于不稳定的平衡状态。这是由于电磁铁与钢球之间的电磁力大小与相互之间的距离成反比,只要平衡状态稍微受扰动,就会导致钢球掉下来或被电磁铁吸住,为此必须实现闭环控制。采用电光源和传感器组成的测量装置测量钢球与电磁之间的距离y的变化,当钢球受到扰动下降,与电磁铁之间的距离增大时,控制电磁铁控制绕组中的控制电流相应增大,则钢球又被吸回到品衡状态,反之亦然。 以上讨论的是钢球在垂直方向的控制,为了使钢球能稳定地在空中悬浮,钢球在水平方向上也应有一定的稳定范围。为了解决这个问题,将电磁铁铁心指向钢球的一端呈锥体形,如图1示。当钢球在水平方向上偏离中心平衡位置时,电磁力重新指向钢球表面的发向方向。此力可分解为垂直方向和水平方向两个分量,水平方向分量使钢球恢复到原中心平衡位置。 四、对磁悬浮球控制器进行理论设计 首先建立数学模型得到钢球的数学模型为: 选取模型参数 通过对磁悬浮球控制系统的性能分析最终确立系统数学模型。 所以,磁悬浮球控制器校正后的传递函数为: 五、传递函数G(s)的性能分析 由图2示可以知道,该系统由较宽的带宽,截至频率比较大,所以控制系统有较快的快速性;相角裕度越小,系统的阻尼特性越好,动态过程较为平稳;高频斜率大,控制系统有较强的抗干扰能力,钢球能稳定地悬浮。

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　　4. 木构架砖围护墙房屋的拟静力试验研究

　　5. 基于玻化微珠保温混凝土既有砌体房屋抗震加固与节能改造一体化研究

　　6. 夯土房屋纵横墙交接处裂缝成因及其预控 措施 研究

　　7. 既有建筑顶部钢结构加层的结构设计与抗震性能分析

　　8. 广东沿海典型低矮建筑调研与风荷载特性的试验研究

　　9. 基于建筑和结构安全统一的废旧集装箱改造房构造的研究

　　10. 从建筑到村落形态

　　11. 城市房屋拆迁补偿制度研究

　　12. 关于《危险房屋鉴定标准》的应用研究

　　13. 现有小高层钢筋混凝土房屋的抗震鉴定与加固

　　14. 现代木结构建筑之墙体构造研究

　　15. 云南传统民居建筑抗震加固 方法 的研究
　　房屋建筑学论文题目(二)
　　1. 澜沧江中下游流域传统聚落研究初探

　　2. 村落人居环境与建筑朝向生态的可持续发展

　　3. 沈阳周边村镇砌体结构学校建筑抗震性能研究

　　4. 湖南省村镇砖砌体房屋抗震施工方法及质量控制研究

　　5. 多层砌体房屋的抗震鉴定研究

　　6. 低层建筑表面风荷载数值模拟研究

　　7. 大庆地区房屋结露发霉治理技术研究

　　8. 汶川地震中村镇建筑的震害分析及抗震减灾措施研究

　　9. 夯土墙承重房屋的局部受压性能研究

　　10. 太阳能技术在建筑上的应用研究

　　11. 汶川地震房屋震害分析及抗震鉴定方法的研究

　　12. 西安老城区宗教建筑修复与保护研究

　　13. 抗震设防建筑的易损性及震害指数研究

　　14. 砌块建筑裂缝成因及处理技术研究

　　15. 混凝土砌块建筑裂缝及渗漏处理技术研究

　　16. 低层砌体住宅房屋简化设计及施工质量控制

　　17. 国内外房屋建筑物管理制度的比较和借鉴
　　房屋建筑学论文题目(三)
　　1. 高速公路服务区建筑设计研究

　　2. 多层砌体结构房屋震后鉴定及加固研究

　　3. 传统木结构建筑抗震性能试验研究

　　4. 多层砖混结构房屋抗震构造措施研究

　　5. TTU标模及平顶罩棚类低矮建筑的风洞试验研究

　　6. 摩擦滑移减震技术在村镇砌体房屋结构中的应用

　　7. 可行性研究及减震效果分析

　　8. 建筑外墙饰面检测维修优化分析

　　9. 山区乡村建筑洪水冲击破坏数值模拟研究

　　10. 住宅建筑计量供热自力式差压控制阀及热计费问题的研究

　　11. 云南农村民居新建房屋夯土墙竹筋加固的试验研究

　　12. 美日德建筑节能立法及其启示研究

　　13. 轻钢龙骨体系多层房屋力学性能比较分析

　　14. 现代木结构建筑之屋顶构造系统的研究

　　15. 武汉地区办公建筑节能设计研究

　　16. 砖砌体结构房屋震害分析及设计建议

　　17. 喇嘛甸油田建筑节能措施研究

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