[发明专利]一种变速风机叶片的多工况气动优化的改进方法

摘要

本发明公开了一种适用于变速风机的多工况气动优化设计方法，该方法基于直接优化方法，考虑风轮设计过程中集总参数对运行叶尖速比λope分布特性的影响以预测优化过程中新风轮的λope分布特性，并据此自动更新目标函数中的多个设计叶尖速比及其权重，采用遗传算法搜索目标函数的最优值。本发明无需限制优化风轮的λope分布特性与初始风轮，使得所得优化风轮的运行工况集中分布于更容易提升风能利用系数CP的叶尖速比处，能够进一步提高风力机的平均风能捕获效率。

主权项

一种变速风机叶片的多工况气动优化的改进方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、对控制点进行初始化，利用贝塞尔曲线拟合初始叶片的弦长和扭角曲线，得到控制点的初始值；同时构建初始表格，该表格为最优叶尖速比‑设计叶尖速比‑权重表，表格包含上述三种参数；步骤2、利用贝塞尔曲线的控制点生成叶片气动外形，该外形包括弦长和扭角分布；步骤3、判断叶片外形是否满足所有约束条件，若满足，执行步骤4，否则，将目标函数值设为零，执行步骤7；步骤4、调用Bladed软件计算风能利用系数和叶尖速比的关系曲线以及最优叶尖速比λopt；所述风能利用系数和叶尖速比的关系曲线为Cp‑λ曲线；步骤5、根据最优叶尖速比λopt更新目标函数，确定需要考虑的工况以及对应工况的权重系数μj；步骤6、计算目标函数值，得到平均风能捕获效率Pfavg；步骤7、判断是否满足终止条件，若不满足，通过调用遗传算法产生新一代个体，转向步骤2；若满足，则输出最优叶片的气动外形。