風(fēng)力機(jī)葉片集成參數(shù)化設(shè)計理論與聚能風(fēng)力機(jī)氣動性能分析研究.pdf

1、隨著能源和環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，新能源的研究越來越受到各國的關(guān)注和重視。風(fēng)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(yùn)藏量大，分布廣的優(yōu)點。降低風(fēng)力發(fā)電成本對現(xiàn)代風(fēng)力機(jī)提出高性能的要求，針對這一問題，本文以風(fēng)力機(jī)專用翼型參數(shù)化設(shè)計為基礎(chǔ)，提出了一種風(fēng)力機(jī)翼型、葉片以及聚能裝置協(xié)同設(shè)計的方法，并系統(tǒng)研究了風(fēng)力機(jī)的參數(shù)化表達(dá)、設(shè)計與分析理論。
　　為實現(xiàn)風(fēng)力機(jī)葉片的三維參數(shù)化設(shè)計與建模，建立了包含風(fēng)力機(jī)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(xué)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(biāo)準(zhǔn)差最小為目標(biāo)，對風(fēng)力機(jī)翼型形狀函參數(shù)的最優(yōu)值進(jìn)行了迭代求解，同時對弦長分布和扭角分布進(jìn)行了修正和參數(shù)化表達(dá)，從而獲得了更加光順的風(fēng)力機(jī)葉片外形。以某小型風(fēng)力機(jī)葉片為例，通過用58個控制參數(shù)進(jìn)行參數(shù)化建模，對應(yīng)參數(shù)化表達(dá)的擬合風(fēng)力機(jī)葉片在功率、載荷和噪聲等變化曲線與原風(fēng)力機(jī)吻合一致，符合收斂的精度的要求，為風(fēng)力機(jī)葉片三維協(xié)同參數(shù)化設(shè)計提

3、供了理論基礎(chǔ)。
　　為了得到擁有優(yōu)良?xì)鈩犹匦郧业驮肼曀降娘L(fēng)力機(jī)專用翼型的輪廓線，提出了翼型多工況點多目標(biāo)綜合優(yōu)化設(shè)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(fēng)速風(fēng)場工況下的小型風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計了一套具有高氣動性能、低噪聲水平的風(fēng)力機(jī)專用翼型族。
　　提高風(fēng)力機(jī)功率系數(shù)是降低風(fēng)力機(jī)發(fā)電成本的關(guān)鍵技術(shù)，為此提出了一種聚能風(fēng)力機(jī)構(gòu)型設(shè)計及其運(yùn)行特性的優(yōu)化設(shè)計方法。基于擴(kuò)散器計算流體力學(xué)模型和葉素動