風力機葉片的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計與研究.pdf

1、風能是可再生的清潔能源，有著巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的應(yīng)用前景，風力機在風力發(fā)電中得到廣泛的運用。葉片是風力機最為關(guān)鍵的構(gòu)件之一，其設(shè)計的好壞直接關(guān)系著風能的利用效率和風力發(fā)電的經(jīng)濟效益。風力機葉片質(zhì)量的增加會增加葉片的制造成本，所以需要對風力機進行優(yōu)化，以達到減輕葉片重量、節(jié)約制造成本的目的。
　　本文基于動量-葉素理論設(shè)計200kW水平軸風力機，并利用MATLAB計算得出合理的葉片的氣動外形數(shù)據(jù)。同時考慮葉尖損失系數(shù)、輪轂損失系數(shù)

2、對葉素理論進行了修正，并結(jié)合葛勞渥特理論和葉柵理論對葉片進行氣動性能及載荷計算;采用簡化設(shè)計方法對葉片進行初步的結(jié)構(gòu)設(shè)計，得出葉片各段剖面的厚度;利用MATLAB將葉片各截面的二維翼型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三維空間坐標，在ANSYS中建立風力機葉片的有限元模型。利用ANSYS對葉片厚度進行尺寸優(yōu)化，并對優(yōu)化前后的風機葉片進行校核，為隨后的拓撲優(yōu)化提供了理論依據(jù)。以ANSYS靜力分析結(jié)果為基礎(chǔ)，以結(jié)構(gòu)柔度最小化作為優(yōu)化目標對葉片主梁進行拓撲優(yōu)化，去除