风力机叶片气动外形协同设计方法
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201110252679.X
申 请 日：20110830
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙坪坝正街174号
公 开 日：20130612
公 开 号：CN102322407B
代 理 人：赵荣之
代理机构：北京同恒源知识产权代理有限公司 11275
摘 要：本发明公开了一种风力机叶片气动外形协同设计方法，包括对风力机叶片的气动外形设计，以及利用风力机叶片的数学模型，针对沿叶片展向不同位置风力机专用翼型的设计要求，以二维风能利用系数为优化目标的风力机翼型设计；其中叶片设计方法有别于现有叶片设计方法，不考虑叶片设计过程中轴向和周向诱导因子的求解方法，通过对和’直接赋值，进而求解对应的最大风能利用系数，计算方法直接简便，同时在计算过程中将翼型的设计与优化考虑进来，实现了叶片与翼型设计的共用模型，为风力机叶片与翼型的协同设计奠定了基础，整套方法构思巧妙，易于操作，为风力机叶片和翼型的优化设计提供了新的思路。
主 权 项：风力机叶片气动外形协同设计方法，其特征在于：包括风力机叶片的气动外形设计，所述风力机叶片的气动外形设计包括以下步骤：1）设定参数化翼型型线表达式，设定叶尖速比λ、叶片设计半径R，叶素当地半径R，叶片数B，收敛容许偏差TOL，计算精度M；2）设定α(0)和α’(0)的初值α(0)=1/N，α’(0)=0；N为自然数；3）采用下式计算入流角φ：，其中R为叶素展向半径，ω为叶片旋转角速度，ρ为空气密度，V0为风速；4）采用下式分别计算叶尖损失因子F和F1：，其中，??，R为风轮半径；?????????????，其中，??????????????????式中B表示为叶片数；5）采用下式分别计算切向力系数CX和法向力系数CY：??，??；式中为翼型升力系数，为翼型阻力系数，CX和CY分别为切向力系数和法向力系数；6）采用下式计算风能利用系数(0)：；式中α为轴向诱导因子，α’为周向诱导因子，σ表示叶片实度，计算(0)时，α和α’分别赋值为α(0)和α’(0)；为叶素所在展长处当地速比，?=X?*?R/R，其中X为叶尖速比，R为翼型截面当地半径，R为风轮半径；7）进入循环，即在一定的轴向和周向诱导因子时，利用协同设计模型迭代求解，直至(1)与(0)的变化小于设定容许偏差TOL，完成一次计算；8）重复上述步骤2）~7），在步骤2）中，设定α(N)和α’(N)的初值A(N)=（I/N），A’(N)=（0），N为大于1的整数，通过上述步骤，依次分别求得(2)，(3)…(N)；?I即循环变量，为1，2，3，…N；9）比较(1)，(2)…(N)大小，求得最大以及对应的α，α’；10）计算叶片当地其他几何参数，包括叶片扭角，实度，弦长和厚度，得到翼风动机叶片气动外形的相关参数。926871DEST_PATH_IMAGE001.JPG,211221DEST_PATH_IMAGE002.JPG,187530DEST_PATH_IMAGE003.JPG,215529DEST_PATH_IMAGE004.JPG,459428DEST_PATH_IMAGE005.JPG,649101DEST_PATH_IMAGE006.JPG,548924DEST_PATH_IMAGE007.JPG,177351DEST_PATH_IMAGE008.JPG,479020DEST_PATH_IMAGE009.JPG,901911DEST_PATH_IMAGE010.JPG,289030DEST_PATH_IMAGE011.JPG,658831DEST_PATH_IMAGE010.JPG,110279DEST_PATH_IMAGE012.JPG,907334DEST_PATH_IMAGE012.JPG,578487DEST_PATH_IMAGE010.JPG,751979DEST_PATH_IMAGE013.JPG,762660DEST_PATH_IMAGE010.JPG,792933DEST_PATH_IMAGE010.JPG,889065DEST_PATH_IMAGE010.JPG,600669DEST_PATH_IMAGE010.JPG,528174DEST_PATH_IMAGE010.JPG,667031DEST_PATH_IMAGE010.JPG,814241DEST_PATH_IMAGE010.JPG
关 键 词：
法律状态：生效
IPC专利分类号：F03D11/00; G06F17/50