兆瓦級(jí)大型風(fēng)電專用翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、風(fēng)能在世界各國呈快速增長趨勢(shì)，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為最具有市場化潛力的新能源。設(shè)計(jì)研發(fā)先進(jìn)風(fēng)電設(shè)備是發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵，葉輪是捕獲風(fēng)能的源頭，風(fēng)電設(shè)備轉(zhuǎn)化能量的全部來源，所以葉片的空氣動(dòng)力學(xué)特性決定整臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電效率。葉片由翼型按照一定規(guī)律疊加而成，對(duì)翼型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以直接提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量、風(fēng)能轉(zhuǎn)換率與葉片使用壽命。
　　在分析國內(nèi)外大型風(fēng)電專用翼型設(shè)計(jì)理論及方法的基礎(chǔ)上，運(yùn)用流體力學(xué)分析法與多學(xué)科優(yōu)化方法，提出大型風(fēng)力

2、機(jī)葉片翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。論文研究主要內(nèi)容有以下幾個(gè)部分:
　　(1)闡述風(fēng)力機(jī)翼型基本理論，采集翼型數(shù)據(jù)并建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫，為尋找合適的基準(zhǔn)翼型提供研究基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)風(fēng)電葉片翼型建模與仿真一體化系統(tǒng)，導(dǎo)入精確翼型模型，并針對(duì)不同湍流模型進(jìn)行翼型復(fù)雜流況仿真模擬，提高翼型建模仿真過程的準(zhǔn)確性。對(duì)不同湍流模型翼型流場數(shù)值模擬驗(yàn)證，分析并闡述翼型氣動(dòng)性能特點(diǎn)和規(guī)律。
　　(2)運(yùn)用數(shù)學(xué)公式表達(dá)翼型形狀，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力機(jī)翼型參數(shù)化。使優(yōu)化軟件通

3、過控制函數(shù)設(shè)計(jì)變量的取值進(jìn)而控制翼型幾何形狀。對(duì)基于Hicks-Henne型函數(shù)的翼型參數(shù)化設(shè)計(jì)以及收斂特性進(jìn)行詳細(xì)研究，并根據(jù)Hicks-Henne型函數(shù)法，利用VC編程，編寫翼型生成程序。
　　(3)建立翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究，此翼型優(yōu)化方法通用于各類翼型，如風(fēng)力機(jī)翼型、機(jī)翼、船型等優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用遺傳算法搜索符合目標(biāo)的解集，并利用Isight集成設(shè)計(jì)翼型參數(shù)、網(wǎng)格劃分、數(shù)值模擬、算法搜尋最優(yōu)解的循環(huán)過程，最終完成翼型氣動(dòng)力學(xué)性能