在浮式風(fēng)力機模型試驗中,由于尺度效應(yīng)的影響,幾何縮尺葉片不能產(chǎn)生弗汝德相似條件下的目標(biāo)推力值。為保證試驗準(zhǔn)確性,采用重新設(shè)計模型葉片的方法消除不利影響。本文以某6MW海上浮式風(fēng)力機模型試驗為例,采用貝塞爾曲線定義模型葉片弦長、扭角沿展向變化,通過模矢搜索法對模型葉片進行優(yōu)化設(shè)計,得到滿足試驗要求的模型葉片,證明貝塞爾曲線在浮式風(fēng)力機模型試驗中的可行性。與多項式曲線擬合方法進行對比,結(jié)果表明,本文的方法得到的葉片在模型試驗中具有較好的適應(yīng)性。 

【文章來源】：中國設(shè)備工程. 2018,(21)

【文章頁數(shù)】：2 頁

【部分圖文】：

葉素受力分析圖

圖.自也.門，】

和扭角沿展向分布，即在葉片展向位置分別定義4個控制點。其中，初始點為葉根處，終點為葉尖處，中間控制點分別布置在葉片距葉根37%和72%處，如圖2所示。圖2三次貝塞爾曲線定義幾何相似葉片弦長和扭角2.2葉片優(yōu)化設(shè)計在葉片優(yōu)化設(shè)計中，保持曲線控制點沿展向位置不變，只改變控制點縱向坐標(biāo)實現(xiàn)曲線形狀的變化。其中，弦長和扭角曲線的起點和終點固定不動，則優(yōu)化變量共有4個，即四點縱向坐標(biāo)值。以額定試驗工況下目標(biāo)推力值為優(yōu)化設(shè)計目標(biāo)，通過模矢搜索法對4個變量進行優(yōu)化，最終得到滿足目標(biāo)推力值的模型葉片，如圖3所示。由圖3可知，優(yōu)化后，模型葉片弦長曲線控制點縱向坐標(biāo)增加，為弦長增大，且增大區(qū)域主要集中在葉片中部；扭角曲線控制點縱向坐標(biāo)減小，為扭角減小，減小區(qū)域主要集中在葉尖處。3對比分析為更好的研究浮式風(fēng)力機性能，在模型試驗中，需要對風(fēng)力機轉(zhuǎn)子在多種不同工況下進行試驗分析。本文根據(jù)模型試驗任務(wù)書選取7種工況，對第2部分設(shè)計的模型葉片進行計算分析，并與上海交通大學(xué)杜煒康等設(shè)計的模型葉片進行對比，如圖4所示。由圖可知，在額定工況下，貝塞爾曲線擬合法和多項式曲線擬合法均可得到滿足試驗?zāi)繕?biāo)推力值的模型葉片。在其他工況下，貝塞爾曲線擬合法得到的模型葉片明顯優(yōu)于多項式曲線擬合法得到的葉片。4結(jié)語（1）利用三次貝塞爾曲線定義模型葉片弦長和扭角沿展向分布情況，以額定工況下目標(biāo)推力值為優(yōu)化設(shè)計目標(biāo)，采用模式搜索法對模型葉片進行優(yōu)化設(shè)計，得到滿足試驗要求的模型葉片。（2）與多項式曲線擬合得到的葉片對比分析，貝塞爾曲線擬合得到的葉片在其他試驗工況下表現(xiàn)良好，具有較好的適應(yīng)性。參考文獻：[1]DuW,ZhaoY,HeY,etal.Design,analysisandtestofamodelturbinebladef


本文編號：3306277