水平轴风力机后掠式叶片设计方法研究

工程热物理学报 , 2015, 36(11): 2481-2486.

水平轴风力机后掠式叶片设计方法研究

丁勇钢 ^1, , 张兴 ^2, , 宋梦譞 ^3, , 陈凯 ^4, , 吴兵恒 ^5,

1.清华大学工程力学系,热科学与动力工程教育部重点实验室,北京 100084

2.清华大学工程力学系,热科学与动力工程教育部重点实验室,北京 100084

3.清华大学工程力学系,热科学与动力工程教育部重点实验室,北京 100084

4.清华大学工程力学系,热科学与动力工程教育部重点实验室,北京 100084

5.清华大学工程力学系,热科学与动力工程教育部重点实验室,北京 100084

基金项目: 中国博士后科学基金(No.2013M530043) 国家国际科技合作专项(No.2011DFG13020)

关键词：水平轴风力机 , 叶片 , 后掠 , 优化设计 , BEM , Bladed , NSGA-Ⅱ

Design Method of Backward Sweep Blade of HAWT

Keywords： HAWTs , blade , sweep , optimal design , BEM , Bladed , NSGA-Ⅱ

本文以某款带预弯的2 MW风电叶片为基础,引入叶片后掠形式造型曲线,研究后掠曲线对理论年发电量AEP及叶片根部变桨载荷Mz的影响.进而将后掠曲线的起始点位置、叶尖部最大后掠值及其一阶导数值作为造型曲线的优化变量,理论年发电量AEP最大、叶片根部变桨载荷Mz最小作为优化目标,采用非支配排序遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)来进行多目标优化,寻找最优后掠曲线设计.后掠曲线采用三阶多项式造型,叶片功率系数CP、理论年发电量AEP采用动量叶素理论(BEM)计算,叶片根部的动态载荷采用GH Bladed软件进行评估.

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