基于涡旋升力线模型的风机后掠叶片性能优化

为精确模拟后掠叶片的气弹特性,基于升力线理论建立后掠叶片非线性气弹耦合模型,并通过计算国家可再生能源实验室(NREL)5 MW直叶片和后掠叶片的稳态响应,验证模型的有效性和准确性.以运行变桨角为设计变量,年发电量为目标函数,以额定功率、叶尖挥舞位移和轴向推力作为约束条件,选择5 MW后掠叶片为原型,寻找5~25 m/s风速范围内各风速对应的最优变桨角,并将结果进行对比分析.结果显示,变桨角优化的后掠叶片,相比于原型叶片以及直叶片,年发电量分别提高8.58%、7.59%.

带后缘附翼的桨叶气动扭转变形特性

针对修正的Greensberg准定常气动理论建立了带后缘附翼的桨叶运动方程.在此基础上,研究了不同的附翼偏角下桨叶扭转角沿着展向的分布规律,同时,也研究了不同的附翼偏转角下桨叶挥舞方向的变形情况.数值结果表明:当附翼偏转角为6°时,桨尖的扭转角为-3.8°;当附翼偏转角为-6°时,桨尖的扭转角为3°.附翼偏转角对桨叶挥舞方向的变形也有很大的影响,当附翼偏转角为6°时,桨尖挥舞位移为0.16R,比附翼无偏转时减少了50.8%.因此,通过后缘附翼的偏转使桨叶产生扭转变形在理论上是可行的.