基于約束可行度主導的風電機葉片優(yōu)化設計及氣動穩(wěn)定性研究.pdf

1、由于世界上煤炭、石油等不可再生能源的不斷消耗，環(huán)境問題不斷惡化，人們開始關注清潔能源的開發(fā)利用。而其中的風能作為世界上儲存量相當豐富的資源，并且在利用過程中不產生任何污染，使得世界各國不斷加緊促進該產業(yè)的發(fā)展。風電機作為風能利用的主要形式，其中葉片是風電機吸收風能的最關鍵部件，其氣動外形的性能直接影響風電機的結構、成本及轉換效率。而對高性能葉片的研究仍然有很多不足，因此有必要對葉片的氣動外形參數進行深入的優(yōu)化研究，并分析研究葉片的氣動穩(wěn)

2、定性性能。
　　本文以1.5MW風電機葉片作為研究對象，首先對其進行氣動外形參數的優(yōu)化研究，然后對其外圍流場進行數值模擬，并基于流固耦合理論研究其預應力的氣動穩(wěn)定性。具體的研究內容如下:
　　優(yōu)化前的葉片:研究了風電機葉片設計的空氣動力學基本理論，并以動量理論、葉素理論等為基礎，推導了風電機葉片的簡化設計流程，得到葉片的初步氣動外形參數;
　　氣動性能數值模擬:研究了葉片氣動性能計算理論、算法流程，采用Matlab進行

3、數值模擬，獲得該葉片的功率系數，用于后續(xù)對比葉片性能的評價參數;
　　優(yōu)化數學模型:以空氣動力學理論作為基礎，研究了輪轂損失、葉尖損失和葉柵效應等修正理論，結合維爾森Wilson設計理論推導得到葉片帶非線性約束的優(yōu)化模型;
　　改進的優(yōu)化算法:研究了基于約束可行度主導理論的改進遺傳退火理論的算法流程;應用該算法得到優(yōu)化后的葉片氣動外形參數;然后進行氣動性能的數值模擬，并與優(yōu)化前的葉片進行對比;
　　氣動穩(wěn)定性研究:基于