【摘要】： 風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能利用最有效的形式,現(xiàn)代大型風(fēng)力機(jī)以水平軸軸風(fēng)力機(jī)為主。水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪氣動性能計算研究是當(dāng)前風(fēng)力機(jī)空氣動力學(xué)研究的熱點(diǎn),是風(fēng)力機(jī)氣動優(yōu)化設(shè)計及載荷計算的關(guān)鍵。本研究利用現(xiàn)代計算方法和手段,對大型風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪的氣動性能計算與優(yōu)化設(shè)計進(jìn)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(fù)雜尾渦漩渦氣動模型進(jìn)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(jìn)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(shí)現(xiàn)了快速計算的目的。從研究中發(fā)現(xiàn)規(guī)律并總結(jié)： 1)對風(fēng)輪氣動性能計算時,不斷優(yōu)化計算程序,并結(jié)合并行計算和數(shù)組化運(yùn)算,能夠提高計算速度,可實(shí)現(xiàn)氣動優(yōu)化設(shè)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(jìn)行了對比分析。計算結(jié)果隨工況變化趨勢一致,與GH bladed計算結(jié)果吻合較好。 3)應(yīng)用開發(fā)的數(shù)值解法,并結(jié)合PSO(Partical Swarm Optimization)優(yōu)化算法,對大型風(fēng)力機(jī)葉片外形進(jìn)行了氣動優(yōu)化設(shè)計,對比分析表明,其優(yōu)化效果較好。 4)應(yīng)用開發(fā)的數(shù)值解法,并同遺傳算法相結(jié)合,對大型風(fēng)力機(jī)變槳距氣動參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計計算,特性變化趨勢與實(shí)際風(fēng)力機(jī)運(yùn)行相符,具有一定的研究參考性。 氣動性能的快速準(zhǔn)確計算,高效的優(yōu)化算法選取,是大型風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪氣動優(yōu)化設(shè)計的關(guān)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(fēng)力機(jī)氣動計算與優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TK83

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)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(xué);2012年

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

3 張強(qiáng);大型水平軸風(fēng)力機(jī)葉片氣動結(jié)構(gòu)一體化優(yōu)化設(shè)計[D];蘭州理工大學(xué);2013年

4 惠萬馨;垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動性能分析與優(yōu)化設(shè)計[D];華北電力大學(xué);2013年

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本文編號：2676945