大型變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著傳統(tǒng)能源的日益耗盡及其帶來的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，尋找清潔能源的需求交得越來越迫切。風(fēng)能作為一種可再生清潔能源，其開發(fā)利用已交得越來越廣泛，過去數(shù)年我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。風(fēng)輪葉片作為風(fēng)力機(jī)上最重要的部件之一，隨著風(fēng)力機(jī)朝著大型化方向發(fā)展，其效率值的輕微提升都將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值，因此尋找一種提高風(fēng)力機(jī)葉片理論效率值的方法受到了人們的重視。
　　論文在分析了風(fēng)力機(jī)葉片翼型設(shè)計(jì)、外型設(shè)計(jì)、材料、有限元仿真研究現(xiàn)狀以及葉片

2、效率、轉(zhuǎn)矩、受力系數(shù)等計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，針對(duì)變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)特點(diǎn)提出了一種葉片設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)分為三個(gè)階段。第一階段是葉片基本參數(shù)的設(shè)定，包括設(shè)計(jì)功率、風(fēng)輪直徑、輪轂高度、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、葉尖速比、葉片數(shù)、實(shí)度、額定風(fēng)速、切入風(fēng)速和切出風(fēng)速等，并根據(jù)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行需要選定截面翼型;第二階段是確定葉片效率迭代計(jì)算方法，進(jìn)行葉片截面弦長(zhǎng)和扭角初步設(shè)計(jì)，采用Wilson法得到在最佳尖速比下的葉片初值;第三階段是在Wilson法設(shè)計(jì)結(jié)果的基礎(chǔ)上，采用遺傳算

3、法，計(jì)算個(gè)體適應(yīng)度的時(shí)候考慮葉片安裝槳距角與扭角之間的耦合關(guān)系，得到優(yōu)化后的葉片參數(shù)。并對(duì)葉片進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后三維建模，通過流固耦合仿真，得到葉片表面壓力分布等，對(duì)以玻璃鋼為材料的葉片進(jìn)行強(qiáng)度校核。
　　論文以日趨成熟普遍的變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)為研究對(duì)象，以我國(guó)東南沿海風(fēng)力情況為設(shè)計(jì)環(huán)境，以葉片扭角和弦長(zhǎng)為設(shè)計(jì)變量，將葉片欠功率狀態(tài)下年平均輸出效率設(shè)定為目標(biāo)值，采用基于葉素-動(dòng)量理論開發(fā)的Matlab計(jì)算程序?yàn)楣ぞ?，使用遺傳算法，對(duì)葉片