导　　师： 李正农

学科专业： H1402

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 湖南大学

摘　　要： 定日镜是一种在钢结构支撑下,可以实时进行方位角和仰角的调整,跟踪太阳的反射镜系统。定日镜群是塔式太阳热能发电站的主要设备,也是电站的主要投资部分,其造价约占整个发电站总造价的一半以上。从塔式太阳能电站建立开始,定日镜抗风问题就一直是设计中的难题,一般定日镜设计要满足在6级风作用下正常工作,在8级风作用下不受破坏的要求。在使用过程中必须保证入射到平面镜上的太阳光经反射后能始终准确地投向目标点,定日镜与目标点的位置较远,绕转动轴的微小偏移就能带来巨大的误差,影响到聚光效果。在强风作用下,定日镜还容易受到破坏,历史上已经多次发生定日镜受到风荷载破坏的实例,我国已建成的定日镜也曾多次发生过风致倾覆和结构破坏事故。太阳能发电系统往往都位于空旷平整的场地,大气流动对于镜身所产生的风力作用较大,所以对于定日镜表面风荷载及其风致响应的研究非常必要。太阳热能发电技术发展得比较成熟的国家,如美国、西班牙等都形成了符合其气候、地貌环境的抗风标准与设计方法,但对于太阳能技术起步较晚的国家来说,如何解决反射装置在一定风速下正常工作,以及在大风情况下保证设备安全还是个亟需解决的问题,目前相关的研究比较少。本文通过理论分析、风洞试验、数值模拟等技术,针对定日镜结构进行表面风压分布、脉动特性、统计特性、流场面貌、风致响应、等效风荷载等方面的精细化研究,同时提出了具有通用性的新插值方法。主要研究成果有:(1)根据定日镜群辐射状布置,不同位置单体仰角、风向角各不相同的特点,进行多工况风洞试验,得到了定日镜结构在0°~90°仰角、0°~180°风向角范围内,共130种工况下的风压分布状况;总结了其风压分布随风向角及仰角的变化规律;计算出各工况�

关 键 词： 定日镜 风洞试验 数值模拟 克里格插值 风致响应 等效风荷载

领　　域： [动力工程及工程热物理] [天文地球]