風(fēng)力機(jī)襟翼及板翅式換熱器的數(shù)值模擬與設(shè)計(jì)研究.pdf

1、傳統(tǒng)能源的日益枯竭促使新能源技術(shù)的迅猛發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)由于其建設(shè)周期短、裝機(jī)靈活、低消耗、無污染、可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛重視。風(fēng)力機(jī)能量轉(zhuǎn)化效率的提高及散熱問題的解決，是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的中心議題。風(fēng)力機(jī)的能量轉(zhuǎn)化效率由槳葉決定，翼型與槳葉關(guān)系密切，其氣動(dòng)性能的優(yōu)劣直接影響風(fēng)力機(jī)效率;風(fēng)力機(jī)的散熱可通過液冷方式實(shí)施，對(duì)換熱器重量和效率的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要意義。
　　通過加裝Gurney襟翼，能極大地改進(jìn)翼型的氣動(dòng)性能

2、，從而提升風(fēng)力機(jī)能量轉(zhuǎn)化效率。本文對(duì)襟翼進(jìn)行系統(tǒng)的選優(yōu)設(shè)計(jì)。研究?jī)?nèi)容包括，采用多島遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化方法研究，基于iSIGHT多學(xué)科優(yōu)化框架軟件驗(yàn)證本文的優(yōu)化算法;對(duì)翼型繞流運(yùn)動(dòng)進(jìn)行流場(chǎng)數(shù)值模擬并進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證;通過比較三種常用翼型的氣動(dòng)性能，選取最佳翼型作為加裝Gurney襟翼的初始翼型;基于iSIGHT優(yōu)化平臺(tái)，對(duì)加裝襟翼的風(fēng)力機(jī)翼型進(jìn)行幾何建模、網(wǎng)格劃分、流場(chǎng)計(jì)算及外形優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了流場(chǎng)動(dòng)量方程和優(yōu)化算法的耦合計(jì)算，獲得了優(yōu)化的襟翼結(jié)構(gòu)

3、。優(yōu)化結(jié)構(gòu)較大地提升了升阻比。
　　對(duì)風(fēng)力機(jī)的液冷散熱方式進(jìn)行了初步研究，主要對(duì)其重要附件（板翅式換熱器）進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，基于iSIGHT平臺(tái)，以換熱器翅高、翅距、芯體寬度為優(yōu)化參數(shù)，在不低于原效率的條件下以質(zhì)量最小為優(yōu)化目標(biāo)，獲得板翅式換熱器的優(yōu)化結(jié)構(gòu)。與優(yōu)化前模型相比，優(yōu)化結(jié)構(gòu)使換熱器的質(zhì)量減輕24.1％，而效率提升7％。對(duì)換熱器初始結(jié)構(gòu)模型和優(yōu)化模型的傳熱、流動(dòng)數(shù)值模擬顯示了優(yōu)化模型較高的傳熱性能和較低的壓