水平軸風(fēng)力機(jī)葉片優(yōu)化設(shè)計及性能分析.pdf

1、隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)峻以及化石燃料的逐漸枯竭，風(fēng)能發(fā)電越來越受到研究學(xué)者們的廣泛關(guān)注。作為風(fēng)能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件，葉片外形設(shè)計的好壞直接影響著風(fēng)力機(jī)的運行情況。為此，本文基于遺傳優(yōu)化算法搭建風(fēng)力機(jī)葉片優(yōu)化設(shè)計平臺；采用該平臺對5 MW大型水平軸風(fēng)力機(jī)進(jìn)行葉片設(shè)計，在此過程中，對不同優(yōu)化目標(biāo)及優(yōu)化變量對葉片設(shè)計結(jié)果的影響進(jìn)行分析；對綜合性能優(yōu)越的葉片進(jìn)行工程簡化處理，并對簡化結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)載荷分析。具體研究內(nèi)容包括：
　　(1)基于遺傳優(yōu)

2、化算法，利用Matlab軟件對FAST開源系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，搭建風(fēng)力機(jī)葉片優(yōu)化設(shè)計平臺，并利用20 kW風(fēng)力機(jī)模型進(jìn)行該設(shè)計平臺的可行性驗證；
　　(2)采用本文的葉片優(yōu)化設(shè)計平臺，對5 MW風(fēng)力機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，在該優(yōu)化過程中，分別以葉片弦長、扭角徑向分布、尖速比、葉片數(shù)量作為優(yōu)化設(shè)計變量，以額定風(fēng)速下功率系數(shù)最大及葉根處載荷最小為優(yōu)化設(shè)計目標(biāo)，計算得到不同的葉片幾何結(jié)構(gòu)，通過對比分析優(yōu)化葉片的氣動性能及結(jié)構(gòu)特性，得出綜合性能優(yōu)良