風力機葉片集成參數(shù)化設計理論與聚能風力機氣動性能分析研究.pdf

1、隨著能源和環(huán)境問題的日益嚴峻，新能源的研究越來越受到各國的關注和重視。風能是無污染的可再生能源，也是地球上最古老的能源之一，具有蘊藏量大，分布廣的優(yōu)點。降低風力發(fā)電成本對現(xiàn)代風力機提出高性能的要求，針對這一問題，本文以風力機專用翼型參數(shù)化設計為基礎，提出了一種風力機翼型、葉片以及聚能裝置協(xié)同設計的方法，并系統(tǒng)研究了風力機的參數(shù)化表達、設計與分析理論。
　　為實現(xiàn)風力機葉片的三維參數(shù)化設計與建模，建立了包含風力機翼型輪廓線以及弦長分

2、布和扭角分布的混合參數(shù)化數(shù)學模型。綜合翼型集成參數(shù)化理論與Bezier曲線擬合的混合建模方法，以擬合標準差最小為目標，對風力機翼型形狀函參數(shù)的最優(yōu)值進行了迭代求解，同時對弦長分布和扭角分布進行了修正和參數(shù)化表達，從而獲得了更加光順的風力機葉片外形。以某小型風力機葉片為例，通過用58個控制參數(shù)進行參數(shù)化建模，對應參數(shù)化表達的擬合風力機葉片在功率、載荷和噪聲等變化曲線與原風力機吻合一致，符合收斂的精度的要求，為風力機葉片三維協(xié)同參數(shù)化設計提

3、供了理論基礎。
　　為了得到擁有優(yōu)良氣動特性且低噪聲水平的風力機專用翼型的輪廓線，提出了翼型多工況點多目標綜合優(yōu)化設計方法?；谌~片不同部位對翼型的特殊要求，建立了各自優(yōu)化命題和求解方法，為低風速風場工況下的小型風力機葉片設計了一套具有高氣動性能、低噪聲水平的風力機專用翼型族。
　　提高風力機功率系數(shù)是降低風力機發(fā)電成本的關鍵技術，為此提出了一種聚能風力機構型設計及其運行特性的優(yōu)化設計方法。基于擴散器計算流體力學模型和葉素動