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作 者:李松林[1] 陈进[1] 郭小锋[1] 孙振业[1]
机构地区:[1]重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆400044
出 处:《哈尔滨工程大学学报》2016年第3期426-431,共6页Journal of Harbin Engineering University
基 金:国家863计划资助项目(2012AA051301);国家自然科学基金资助项目(51175526)
摘 要:针对气动弹性对风力机性能的影响,引入叶片受载时的扭转角,建立了考虑气动弹性的风力机空气动力学模型。在此基础上,提出了以额定风速下风能利用系数为目标的优化模型,优化模型中将叶片的弦长和扭角分布作为设计变量,并考虑了气动弹性对风力机叶片性能的影响,以850 k W风力机叶片作为参考叶片,运用改进的遗传算法对其进行优化设计,结果表明:相比参考叶片,优化后的叶片的最大风能利用系数得到提高,同时,在叶片质量减小的前提下,风力机的输出功率得到提高,最高达23 k W。该设计方法为设计出高性能低成本的风力机叶片提供了理论依据。In this paper,we establish a novel aerodynamic model that considers the influence of aeroelasticity. In this model,we introduce a new quantity-the twisting angle of a loaded blade. We also propose an optimization model that maximizes the wind power coefficient at the wind speed is proposed for the pitch regulation wind turbine. We defined the chord length and twist angle distributions as design variables,and then established the mathematical optimization model for considering aeroelasticity for an 850 k W wind turbine blade. Lastly,we designed a wind turbine blade using a genetic algorithm. The optimization results show that,compared with the reference blade,the maximum power coefficient of the optimized blade was improved,and the output power of the optimized blade increased at most by 23 k W while reducing the mass. This proposed design method provides a theoretical foundation for designing high-performance and low-cost wind turbine blades.
关 键 词:气动弹性 风力机叶片 遗传算法 最大风能利用系数 叶片质量
分 类 号:TK83[动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
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