风电机叶片外形参数的逆向优化方法研究  被引量:1

Reverse Optimization Design of Blade For Wind Turbine

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作  者:张水明[1,2] 程珩[1,2] 

机构地区:[1]新型传感器与智能控制教育部重点实验室,山西太原030024 [2]太原理工大学机械电子工程研究所,山西太原030024

出  处:《机械设计与制造》2014年第2期232-235,共4页Machinery Design & Manufacture

基  金:山西省科技攻关项目(20110322003)

摘  要:针对风电机组叶片结构正向设计中的参数不容易收敛、气动特性沿叶展分布难以确定的问题,以气体动力学的叶素动量理论为基础得到叶片弦长、扭角的简化设计方法,然后以叶素升力系数和功率系数最大为优化目标,采用牛顿切线迭代法,提出了叶片外形参数的逆向优化设计模型。并在此基础上对1.5MW直驱风电机组叶片建立算法模型,对其弦长、扭角进行逆向迭代设计,结果证明该优化设计方法对叶片吸收风能效率有了较为显著的提高,同时也避免了正向设计中出现的参数不收敛的问题。In the light of the parameter's unconvergence and uneasy-determined aerodynamic characteristics along the spanwise distribution, it adopts simplified design method of blade based on the blade element momentum theory to get the initial chord and torsion angles. Then the reverse design optimization algorithm is developed under the optimization of each blade element lift coefficient and power coefficient with Newton's method. Afterwards, reverse iterative design of chord and twist angle is conducted by adopting optimization design model above for a 1.5MW wind turbine blade. Finally, through the comparative analysis of blade's performance, it is proved that optimized blade can improve the efficiency of absorbing wind energy. The study provides a new optimization-design idea for wind turbine blade and avoids the un-convergence problems during the forward design.

关 键 词:风电机叶片 气动参数 叶素动量理论 逆向设计 牛顿法 

分 类 号:TH16[机械工程—机械制造及自动化]

 

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