兆瓦級大型風電專用翼型優(yōu)化設計方法研究.pdf

1、風能在世界各國呈快速增長趨勢，風力發(fā)電已經(jīng)成為最具有市場化潛力的新能源。設計研發(fā)先進風電設備是發(fā)展風電產(chǎn)業(yè)的關鍵，葉輪是捕獲風能的源頭，風電設備轉化能量的全部來源，所以葉片的空氣動力學特性決定整臺風電機組的發(fā)電效率。葉片由翼型按照一定規(guī)律疊加而成，對翼型進行優(yōu)化設計，可以直接提高風力發(fā)電機組的發(fā)電量、風能轉換率與葉片使用壽命。
　　在分析國內(nèi)外大型風電專用翼型設計理論及方法的基礎上，運用流體力學分析法與多學科優(yōu)化方法，提出大型風力

2、機葉片翼型優(yōu)化設計方法。論文研究主要內(nèi)容有以下幾個部分:
　　(1)闡述風力機翼型基本理論，采集翼型數(shù)據(jù)并建立相關數(shù)據(jù)庫，為尋找合適的基準翼型提供研究基礎。設計風電葉片翼型建模與仿真一體化系統(tǒng)，導入精確翼型模型，并針對不同湍流模型進行翼型復雜流況仿真模擬，提高翼型建模仿真過程的準確性。對不同湍流模型翼型流場數(shù)值模擬驗證，分析并闡述翼型氣動性能特點和規(guī)律。
　　(2)運用數(shù)學公式表達翼型形狀，實現(xiàn)風力機翼型參數(shù)化。使優(yōu)化軟件通

3、過控制函數(shù)設計變量的取值進而控制翼型幾何形狀。對基于Hicks-Henne型函數(shù)的翼型參數(shù)化設計以及收斂特性進行詳細研究，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)化設計方法研究，此翼型優(yōu)化方法通用于各類翼型，如風力機翼型、機翼、船型等優(yōu)化設計。采用遺傳算法搜索符合目標的解集，并利用Isight集成設計翼型參數(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，最終完成翼型氣動力學性能