風(fēng)力機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、風(fēng)能是可再生的清潔能源，有著巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的應(yīng)用前景，風(fēng)力機(jī)在風(fēng)力發(fā)電中得到廣泛的運(yùn)用。葉片是風(fēng)力機(jī)最為關(guān)鍵的構(gòu)件之一，其設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系著風(fēng)能的利用效率和風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益。風(fēng)力機(jī)葉片質(zhì)量的增加會(huì)增加葉片的制造成本，所以需要對(duì)風(fēng)力機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到減輕葉片重量、節(jié)約制造成本的目的。
　　本文基于動(dòng)量-葉素理論設(shè)計(jì)200kW水平軸風(fēng)力機(jī)，并利用MATLAB計(jì)算得出合理的葉片的氣動(dòng)外形數(shù)據(jù)。同時(shí)考慮葉尖損失系數(shù)、輪轂損失系數(shù)

2、對(duì)葉素理論進(jìn)行了修正，并結(jié)合葛勞渥特理論和葉柵理論對(duì)葉片進(jìn)行氣動(dòng)性能及載荷計(jì)算;采用簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方法對(duì)葉片進(jìn)行初步的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，得出葉片各段剖面的厚度;利用MATLAB將葉片各截面的二維翼型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三維空間坐標(biāo)，在ANSYS中建立風(fēng)力機(jī)葉片的有限元模型。利用ANSYS對(duì)葉片厚度進(jìn)行尺寸優(yōu)化，并對(duì)優(yōu)化前后的風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)行校核，為隨后的拓?fù)鋬?yōu)化提供了理論依據(jù)。以ANSYS靜力分析結(jié)果為基礎(chǔ)，以結(jié)構(gòu)柔度最小化作為優(yōu)化目標(biāo)對(duì)葉片主梁進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，去除