低風(fēng)速適用型水平軸風(fēng)力機(jī)氣動性能優(yōu)化與試驗
發(fā)布時間:2022-02-22 05:41
為開發(fā)低風(fēng)資源適用型風(fēng)力機(jī),以100 W水平軸風(fēng)力機(jī)為研究對象,分析不同設(shè)計葉尖速比和設(shè)計攻角對風(fēng)輪變風(fēng)況氣動性能的影響;考慮低風(fēng)速地區(qū)風(fēng)資源數(shù)據(jù)統(tǒng)計特點,以提高年發(fā)電量和降低啟動風(fēng)速為目標(biāo),以設(shè)計葉尖速比、設(shè)計攻角、葉片弦長和扭角為變量,采用NSGA-II算法進(jìn)行全局多目標(biāo)氣動尋優(yōu);開展風(fēng)力機(jī)性能測試試驗。結(jié)果表明,優(yōu)化后年發(fā)電量提高了9.14%,風(fēng)輪啟動轉(zhuǎn)矩提高了9.62%;在不同負(fù)載條件下,優(yōu)化葉片功率輸出均有明顯提高,啟動風(fēng)速由3.84 m/s降低到3.03 m/s;該方法避免設(shè)計陷入局部優(yōu)化,提供一種低啟動風(fēng)速與高功率輸出矛盾解決方案,為低風(fēng)速水平軸風(fēng)力機(jī)設(shè)計與應(yīng)用提供重要參考。
【文章來源】:農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2018,34(12)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【文章目錄】:
0引言
1風(fēng)力機(jī)氣動性能計算模型
1.1修正葉素動量理論
1.2翼型升阻力系數(shù)
1.3風(fēng)輪啟動轉(zhuǎn)矩計算
1.4基于風(fēng)資源的年發(fā)電量計算
2 設(shè)計葉尖速比和設(shè)計攻角對氣動性能的影響
2.1 設(shè)計葉尖速比對氣動性能的影響
2.2 設(shè)計攻角對氣動性能的影響
3 優(yōu)化設(shè)計方法
3.1 優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立
3.2 優(yōu)化算法和求解流程
4 結(jié)果與分析
4.1 優(yōu)化前后葉片幾何外形對比
4.2 優(yōu)化前后年發(fā)電量和風(fēng)輪啟動轉(zhuǎn)矩對比
4.3 優(yōu)化前后風(fēng)能利用系數(shù)對比
5 風(fēng)力機(jī)氣動性能測試試驗
6 結(jié)論
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于連續(xù)攻角的風(fēng)力機(jī)翼型整體氣動性能提高的優(yōu)化設(shè)計[J]. 汪泉,陳進(jìn),王君,孫金風(fēng). 機(jī)械工程學(xué)報. 2017(13)
[2]水平軸風(fēng)力機(jī)葉片優(yōu)化設(shè)計方法[J]. 楊陽,李春,繆維跑,葉舟. 太陽能學(xué)報. 2016(05)
[3]大型風(fēng)力機(jī)葉片氣動與結(jié)構(gòu)耦合優(yōu)化設(shè)計研究[J]. 鄭玉巧,趙榮珍,劉宏. 太陽能學(xué)報. 2015(08)
[4]大型風(fēng)力機(jī)葉片氣動外形及其運(yùn)行特性設(shè)計優(yōu)化[J]. 戴巨川,趙尚紅,尹喜云,劉德順,文澤軍. 機(jī)械工程學(xué)報. 2015(17)
[5]基于海鷗翼型的小型風(fēng)力機(jī)葉片仿生設(shè)計與試驗[J]. 王驥月,叢茜,梁寧,毛士佳,關(guān)歡歡,劉林鵬,陳創(chuàng)發(fā). 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2015(10)
[6]風(fēng)力機(jī)葉片多目標(biāo)遺傳算法優(yōu)化設(shè)計[J]. 楊陽,李春,葉舟,繆維跑. 工程熱物理學(xué)報. 2015(05)
[7]基于多目標(biāo)遺傳算法的風(fēng)力機(jī)葉片全局優(yōu)化設(shè)計[J]. 楊陽,李春,繆維跑,葉舟. 機(jī)械工程學(xué)報. 2015(14)
[8]基于約束主導(dǎo)混合粒子群算法的風(fēng)力機(jī)葉片優(yōu)化方法研究[J]. 程珩,張水明,權(quán)龍. 機(jī)械工程學(xué)報. 2015(01)
[9]Large-scale wind turbine blade design and aerodynamic analysis[J]. WANG TongGuang1*, WANG Long1, ZHONG Wei1, XU BoFeng1 & CHEN Li2 1 College of Aerospace Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China; 2 China Aerodynamics Research and Development Center, Mianyang 621000, China. Chinese Science Bulletin. 2012(05)
[10]風(fēng)力機(jī)葉片優(yōu)化設(shè)計目標(biāo)[J]. 吳江海,王同光,趙新華. 南京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2011(05)
本文編號:3638812
【文章來源】:農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2018,34(12)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【文章目錄】:
0引言
1風(fēng)力機(jī)氣動性能計算模型
1.1修正葉素動量理論
1.2翼型升阻力系數(shù)
1.3風(fēng)輪啟動轉(zhuǎn)矩計算
1.4基于風(fēng)資源的年發(fā)電量計算
2 設(shè)計葉尖速比和設(shè)計攻角對氣動性能的影響
2.1 設(shè)計葉尖速比對氣動性能的影響
2.2 設(shè)計攻角對氣動性能的影響
3 優(yōu)化設(shè)計方法
3.1 優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立
3.2 優(yōu)化算法和求解流程
4 結(jié)果與分析
4.1 優(yōu)化前后葉片幾何外形對比
4.2 優(yōu)化前后年發(fā)電量和風(fēng)輪啟動轉(zhuǎn)矩對比
4.3 優(yōu)化前后風(fēng)能利用系數(shù)對比
5 風(fēng)力機(jī)氣動性能測試試驗
6 結(jié)論
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[2]水平軸風(fēng)力機(jī)葉片優(yōu)化設(shè)計方法[J]. 楊陽,李春,繆維跑,葉舟. 太陽能學(xué)報. 2016(05)
[3]大型風(fēng)力機(jī)葉片氣動與結(jié)構(gòu)耦合優(yōu)化設(shè)計研究[J]. 鄭玉巧,趙榮珍,劉宏. 太陽能學(xué)報. 2015(08)
[4]大型風(fēng)力機(jī)葉片氣動外形及其運(yùn)行特性設(shè)計優(yōu)化[J]. 戴巨川,趙尚紅,尹喜云,劉德順,文澤軍. 機(jī)械工程學(xué)報. 2015(17)
[5]基于海鷗翼型的小型風(fēng)力機(jī)葉片仿生設(shè)計與試驗[J]. 王驥月,叢茜,梁寧,毛士佳,關(guān)歡歡,劉林鵬,陳創(chuàng)發(fā). 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2015(10)
[6]風(fēng)力機(jī)葉片多目標(biāo)遺傳算法優(yōu)化設(shè)計[J]. 楊陽,李春,葉舟,繆維跑. 工程熱物理學(xué)報. 2015(05)
[7]基于多目標(biāo)遺傳算法的風(fēng)力機(jī)葉片全局優(yōu)化設(shè)計[J]. 楊陽,李春,繆維跑,葉舟. 機(jī)械工程學(xué)報. 2015(14)
[8]基于約束主導(dǎo)混合粒子群算法的風(fēng)力機(jī)葉片優(yōu)化方法研究[J]. 程珩,張水明,權(quán)龍. 機(jī)械工程學(xué)報. 2015(01)
[9]Large-scale wind turbine blade design and aerodynamic analysis[J]. WANG TongGuang1*, WANG Long1, ZHONG Wei1, XU BoFeng1 & CHEN Li2 1 College of Aerospace Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China; 2 China Aerodynamics Research and Development Center, Mianyang 621000, China. Chinese Science Bulletin. 2012(05)
[10]風(fēng)力機(jī)葉片優(yōu)化設(shè)計目標(biāo)[J]. 吳江海,王同光,趙新華. 南京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2011(05)
本文編號:3638812
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