大型风力机叶片气动外形及其运行特性设计优化

来源：机械工程学报杂志2015年第17期北京时间：

作者：戴巨川, 赵尚红, 尹喜云, 刘德顺, 文泽军

单位：湖南科技大学机电工程学院

摘要：大型风力机叶片气动外形设计时，不仅应考虑气动外形参数的优化，还应该考虑参数优化后的运行特性，才能为风力机实际控制提供依据。为此，提出一种叶片气动外形及其运行特性设计优化方法。该方法首先建立叶片翼型分布、弦长分布和扭角分布等气动外形参数控制方程，基于叶素-动量理论分析各参数变化对风轮功率的影响。在满足额定功率条件下，以减小所需额定风速为目标进行优化求解，求解过程中考虑初始桨距角的影响。针对优化后的风轮，设计了风轮转矩-转速关系曲线，分析了风轮运行特性。最后，采用计算流体动力学方法佐证了设计结果的正确性。

关键词：风力机,计算流体力学,叶片气动外形,叶素-动量理论,优化；

基金资助：国家自然科学基金(51205123)和湖南省科技计划(2012FJ4270)资助项目