【摘要】： 風力發(fā)電是風能利用最有效的形式,現(xiàn)代大型風力機以水平軸軸風力機為主。水平軸風力機風輪氣動性能計算研究是當前風力機空氣動力學研究的熱點,是風力機氣動優(yōu)化設計及載荷計算的關鍵。本研究利用現(xiàn)代計算方法和手段,對大型風力機風輪的氣動性能計算與優(yōu)化設計進行研究。 考慮到傳統(tǒng)的無限葉片定環(huán)量的“圓盤理論”的不足,本研究采用復雜尾渦漩渦氣動模型進行氣動計算方法的研究。從最初的“葉片理論”和現(xiàn)有的數(shù)值解法出發(fā),用數(shù)值方法對所涉及的積分-微分方程組進行求解,探索兩種快速適用的氣動性能計算的解法。一為Taylor級數(shù)-并行計算數(shù)值解法,其發(fā)揮了Fortran的快速并行計算的特性,并獲得較好效果；二為Newton插值-數(shù)組化數(shù)值解法,其借助MATLAB等工具多線程計算的優(yōu)勢,實現(xiàn)了快速計算的目的。從研究中發(fā)現(xiàn)規(guī)律并總結： 1)對風輪氣動性能計算時,不斷優(yōu)化計算程序,并結合并行計算和數(shù)組化運算,能夠提高計算速度,可實現(xiàn)氣動優(yōu)化設計快速尋優(yōu)。 2)所開發(fā)的氣動計算方法與傳統(tǒng)的各種氣動計算方法進行了對比分析。計算結果隨工況變化趨勢一致,與GH bladed計算結果吻合較好。 3)應用開發(fā)的數(shù)值解法,并結合PSO(Partical Swarm Optimization)優(yōu)化算法,對大型風力機葉片外形進行了氣動優(yōu)化設計,對比分析表明,其優(yōu)化效果較好。 4)應用開發(fā)的數(shù)值解法,并同遺傳算法相結合,對大型風力機變槳距氣動參數(shù)進行了優(yōu)化設計計算,特性變化趨勢與實際風力機運行相符,具有一定的研究參考性。 氣動性能的快速準確計算,高效的優(yōu)化算法選取,是大型風力機風輪氣動優(yōu)化設計的關鍵。本研究開發(fā)的計算方法能為以后的研究提供參考,能為大型風力機氣動計算與優(yōu)化設計提供依據(jù)。
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TK83

【引證文獻】

相關碩士學位論文 前4條

1 郭洋;有相變纏繞管換熱器計算程序開發(fā)[D];大連理工大學;2012年

2 張釗;大型水平軸風力機葉片氣動優(yōu)化設計及氣動載荷分析[D];蘭州理工大學;2013年

3 張強;大型水平軸風力機葉片氣動結構一體化優(yōu)化設計[D];蘭州理工大學;2013年

4 惠萬馨;垂直軸風力機氣動性能分析與優(yōu)化設計[D];華北電力大學;2013年

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本文編號：2676945