大型风力机叶片气动与结构耦合优化设计研究

发布时间：2018-03-22 17:29

  本文选题：风力机叶片　切入点：气弹效应　出处：《太阳能学报》2015年08期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：针对大型风力机风轮气弹效应对叶片结构的影响作用,对叶片结构优化设计的理论模型建模方法进行研究。采用叶素动量理论和梁理论,并结合遗传算法,将叶片各截面弦长、扭角和铺层厚度3个形状参数作为优化设计的变量,提出一种以叶片最小重量作为结构优化设计目标的理论模型。以1.2 MW风力机叶片为例,对优化前后叶片的3个形状参数与风力机功率特性间关系进行的计算分析表明,考虑叶片气弹变形的影响作用不仅能提高风轮的风能利用系数,且能减小叶片的截面质量线密度,进而降低叶片的制造成本。
[Abstract]:In view of the effect of wind turbine aero-elastic effect on blade structure, the modeling method of theoretical model for blade structure optimization design is studied. The blade cross-section chord length is calculated by using the theory of leaf element momentum and beam theory and combining with genetic algorithm. Three shape parameters such as torsion angle and layer thickness are taken as variables of optimization design. A theoretical model with minimum blade weight as the objective of structural optimization design is proposed. The blade of 1.2 MW wind turbine is taken as an example. The calculation and analysis of the relationship between the three shape parameters of the blade before and after the optimization and the power characteristics of the wind turbine show that the wind energy utilization coefficient of the wind turbine can not only be improved by considering the effect of the blade Aeroelastic deformation. And it can reduce the mass linear density of the blade, and then reduce the manufacturing cost of the blade.
【作者单位】： 兰州理工大学数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室;兰州理工大学机电工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(51165019;50875118) 甘肃省自然科学基金(1308RJYA018) 兰州市科技局计划项目(2013-4-110) 甘肃省自然基金(1112RJZA003)
【分类号】：TM315

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本文编号：1649653