復(fù)合材料風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是吸收風(fēng)能并將其轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的重要部件之一。葉片的翼型、數(shù)量和尖速比都直接影響葉片接受風(fēng)能的效率。本文論述了風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢及風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在中國的發(fā)展現(xiàn)狀,并針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵部件葉片進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。首先,基于空氣動力學(xué)原理建立了水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的氣動性能計算模型。模型考慮了葉尖損失、輪轂損失、葉柵理論等因素,并且考慮了風(fēng)剪切、偏航對計算模型的影響,使得理論模型更接近于實(shí)際工況中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。應(yīng)用所設(shè)計的氣動性能計算程序計算

2、了1.3MW失速調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的氣動性能,與國外大型商業(yè)軟件的計算結(jié)果取得了良好的一致性,從而驗(yàn)證了模型的正確性和實(shí)用性。其次,提出了風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的優(yōu)化設(shè)計模型,該模型考慮了風(fēng)場風(fēng)速的概率分布,以風(fēng)力發(fā)電機(jī)年能量輸出最大為設(shè)計目標(biāo),使用遺傳算法進(jìn)行搜索尋優(yōu)。利用優(yōu)化設(shè)計程序,設(shè)計了1.3MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片。與已有葉片相比,設(shè)計結(jié)果顯示了明顯的優(yōu)越性,從而說明了該優(yōu)化設(shè)計模型的有效性和實(shí)用性。最后,對所設(shè)計的葉片進(jìn)行了動力學(xué)特性分析。