文档介绍：同济大学航空航天与力学学院
硕士学位论文
大型水平轴风力机叶片气动性能优化设计
姓名:张湘东
申请学位级别:硕士
专业:工程力学
指导教师:聂国华
20090301
摘要本文根据我国西北地区的风频风能曲线,用最优设计攻角沿叶片气动性能进行了优化设计。该优化设计利用优化工具箱,优化速度干涉因子的迭代计算,可提高计算效率。从结构及加工工艺角度修正翼型,考虑了多翼型和变攻角等因素对叶片外形优化的影响。具体风力发电机组叶片外形的气动性能进行了计算和优化设计,果可为风力机叶片外形设计提供参考。关键词:水平轴风力机;叶片;气动性能;优化设计;最优设计攻角;轴线的非线性分布修正了传统算法,对大型水平轴风力机叶片的对所获得的气动性能结果表明了该优化设计的有效性和可行性。相关结算法摘要
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学位论文作者签名:芗祆凰隙仰篺年弓月/彩日学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务:学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版;在不以赢利为目的的前提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。
学位论文作者签名:狮柚东年弓月佑日训同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。
第一章绪论课题研究的目的和意义能源的紧迫促使了可再生能源的发展,可再生能源中风能的利用技术最为我国风能资源丰富,储量为亿千瓦,可开发的装机容量约为亿千瓦,居世界首位。全国建立了个风电场,⒒⊙芯俊⑹笛檠芯亢托录际跤用方面与国外仍存在较大的差距,致使我国尚不具备独立开发大型风力机的能力【浚谝淹度朐诵械姆缌校蠖嗍墙诜缌R虼耍医ǚ绲绮大型风力机的关键技术之一是复合材料叶片的研制,它涉及到空气动力学、结构动力学、结构试验、复合材料、工艺制造、模具装备等领域,技术难度较大:分析’确矫娑冀辛俗坑谐尚У墓ぷ鳌6孀欧缌牡セ萘康脑龃螅技术,以提高风轮效率;并且单机容量的增大,叶片长度也相应增长,因此也带来了设计、材料、工艺、装备的新问题。而风力机叶片开发的首要任务是进行本文对的变桨距机构进行气动优化设计,针对我国西北地区的风场的实际情况,重点进行风电机组叶片气动优化设计研究、气动性、变桨距风力发电机组桨距角的分析研究,反映了风轮在各种风速下的运行状态。具体设计研究方法和研究结果对独立研发风力发电机组叶片,特别是兆瓦级风力发电机结构设计及分析计算有一定的理论和工程应用价值。成熟,它是当今世界上发展最快的行业之一,以平均每年%的速度增长,风能事业的发展促进了风电技术两个重要方面的发展:单机容量的增长和功率设计技术的发展业建设列入“十一五婊凸铱稍偕茉粗谐て诠婊闹氐惴⒄沽煊颉在过去年罩,我国在叶型设计【ā⑵允笛、结构设计!俊⒍匦力机功率调节方式从采用失速功率调节转到越来越多地采用变桨距和变速恒频气动设计。叶片的气动设计很关键,涉及到风力机组能否获得所需的功率。叶片气动设计包括气动外形设计及气动性能计算。
国内外风力发电机的研究现状和发展趋势规模处于世界领先水平,在国际市场上占有重要地位¨!4送饣褂忻拦⑽靼牙、英国、芬兰、瑞士等国家。全球风能协会在其报告中公布,年全球风电机组新安装量为涉及全球逾多个国家和地区。所有国家中机组安装总量最高的依次是德国】。目前,全球已有个国家迈入安机量超我国风力发电在过去几年中得到迅猛发展,近几年风力发电年增长都在%力发电机组,并逐渐地升级到大型机组。应用小型风力发电机是我国农村能源开发的一个组成部分。小型风力发电机能够通过现场发电或小型并网设备向并网电力很难送达的偏远地区和牧区提供电能。由于发电机有这些应用,目前我国主要进行微型和小型风电设备的大规模生产,大部分产品广泛应用于牧区,截至年,全国累计安装风电机组风电场喔觯渲姓淄呒兑陨戏绲缁台,占总机组的%。风电场分布在个省、市、自治区。与年累计装机年增加约亿全球已有多个国家正积极促进风能事业的发展。由于风力发电技术相对成熟,许多国家投入较大、发展较快,使风电价格不断下降,考虑环保和地理位置因素,加上政府税收优惠和相关政策的支持,有些地区风电可与火电等竞争。与