基于約束可行度主導(dǎo)的風(fēng)電機(jī)葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)及氣動(dòng)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(wèn)題不斷惡化，人們開(kāi)始關(guān)注清潔能源的開(kāi)發(fā)利用。而其中的風(fēng)能作為世界上儲(chǔ)存量相當(dāng)豐富的資源，并且在利用過(guò)程中不產(chǎn)生任何污染，使得世界各國(guó)不斷加緊促進(jìn)該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。風(fēng)電機(jī)作為風(fēng)能利用的主要形式，其中葉片是風(fēng)電機(jī)吸收風(fēng)能的最關(guān)鍵部件，其氣動(dòng)外形的性能直接影響風(fēng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、成本及轉(zhuǎn)換效率。而對(duì)高性能葉片的研究仍然有很多不足，因此有必要對(duì)葉片的氣動(dòng)外形參數(shù)進(jìn)行深入的優(yōu)化研究，并分析研究葉片的氣動(dòng)穩(wěn)

2、定性性能。
　　本文以1.5MW風(fēng)電機(jī)葉片作為研究對(duì)象，首先對(duì)其進(jìn)行氣動(dòng)外形參數(shù)的優(yōu)化研究，然后對(duì)其外圍流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，并基于流固耦合理論研究其預(yù)應(yīng)力的氣動(dòng)穩(wěn)定性。具體的研究?jī)?nèi)容如下:
　　優(yōu)化前的葉片:研究了風(fēng)電機(jī)葉片設(shè)計(jì)的空氣動(dòng)力學(xué)基本理論，并以動(dòng)量理論、葉素理論等為基礎(chǔ)，推導(dǎo)了風(fēng)電機(jī)葉片的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程，得到葉片的初步氣動(dòng)外形參數(shù);
　　氣動(dòng)性能數(shù)值模擬:研究了葉片氣動(dòng)性能計(jì)算理論、算法流程，采用Matlab進(jìn)行

3、數(shù)值模擬，獲得該葉片的功率系數(shù)，用于后續(xù)對(duì)比葉片性能的評(píng)價(jià)參數(shù);
　　優(yōu)化數(shù)學(xué)模型:以空氣動(dòng)力學(xué)理論作為基礎(chǔ)，研究了輪轂損失、葉尖損失和葉柵效應(yīng)等修正理論，結(jié)合維爾森Wilson設(shè)計(jì)理論推導(dǎo)得到葉片帶非線性約束的優(yōu)化模型;
　　改進(jìn)的優(yōu)化算法:研究了基于約束可行度主導(dǎo)理論的改進(jìn)遺傳退火理論的算法流程;應(yīng)用該算法得到優(yōu)化后的葉片氣動(dòng)外形參數(shù);然后進(jìn)行氣動(dòng)性能的數(shù)值模擬，并與優(yōu)化前的葉片進(jìn)行對(duì)比;
　　氣動(dòng)穩(wěn)定性研究:基于