[发明专利]一种叶片延长装置的设计方法、装置和电子设备

权利要求书

1.一种叶片延长装置的设计方法，应用于电子设备，其特征在于，所述叶片延长装置包括叶片延长节，所述设计方法包括步骤：

采用修正BEM理论计算出增加叶片延长节后的CP～λ对应关系曲线；

以年发电量提升量为目标函数，采用粒子群多元参数算法，并基于所述CP～λ对应关系曲线中的参数，对所述叶片延长节的每个截面位置的多个延长节参数进行自寻优计算。

2.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述多个延长节参数包括半径、弦长、扭角和相对厚度。

3.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述采用修正BEM理论方法计算叶片延长节的CP～λ对应关系曲线，包括步骤：

选定与特定叶片模型相同的气动外形参数；

对所述叶片延长节的每个截面采用修正BEM理论，迭代计算每个所述截面在每个叶尖速比下的入流角、叶尖损失、叶根损失、轴向诱导因子和切向诱导因子，对应的函数关系式分别为：

式中：R表示叶片半径；f_loss表示含误差系数的Prandtl叶尖修正系数；△r为误差系数；r_hub表示轮毂半径；H表示轴向诱导因子修正系数；F＝F_loss·H_loss；

对每个所述截面在每个所述叶尖速比下的入流角、叶尖损失、叶根损失、轴向诱导因子和切向诱导因子进行积分计算，根据计算结果构建所述CP～λ对应关系曲线。

4.如权利要求3所述的设计方法，其特征在于，所述误差系数△r的范围为0.01～0.2。

5.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述以年发电量提升量为目标函数，采用粒子群多元参数算法，并基于所述CP～λ对应关系曲线中的参数，对所述叶片延长节的每个截面位置的多个延长节参数进行自寻优计算，包括步骤：

选定所述叶片延长和叶片延长节的起始位置、设计目标长度、设计截面步长；

计算所述叶片延长节延长后的近似最佳λ_ext-opt

计算所述叶片延长节对应各截面位置的理论最佳扭角θ_theory

α_start表示原叶片长度下X_start在稳态风速Vin(切入风速)～Vrate(达到额定转速时对应风速)下的气动攻角平均值α_start

采用多项式拟合方法迭代拟合计算所述叶片延长节各弦长的曲线

y＝k₁xⁿ+k₂x^n-1+...k_nx+k₀

在不同翼型型号下，通过粒子群自寻优PSO算法，对所述叶片延长节的弦长、扭角、翼型相对厚度进行自寻优计算

v_i＝ωv_i+ω₁rand()(pbest_i-x_i)+ω₂rand()(gbest_i-x_i)

x_i＝x_i+v_i

式中：v_i表示粒子速度，ω₁和ω₂表示学习因子，ω₁＝ω₂＝1～2，rand()表示0～1的随机数，i表示粒子群总数，x_i表示粒子当前位置，pbest_i和gbest_i表示粒子迭代过程中的两个极值，ω表示惯性因子，ω＝0.4～0.9。

6.如权利要求1～5任一项所述的设计方法，其特征在于，所述叶片延长装置还包括叶片延长小翼，所述设计方法还包括步骤：

选定所述叶片延长小翼的起始位置；

以所述起始位置为基础，计算所述叶片延长小翼的气动外形参数。